4
1;
tratado
de construcción
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Heinrich Schmitt
Tratado de construcción Elementos, estructuras y reglas fundamentales de la construcción 6. 3 edición, aumentada y puesta al día, con 3800 ilustraciones
. 5.8 tirada
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Traducción autorizada de la obra de Heinrich Schmin Hochbaukonstruktion Traducción de las ediciones anteriores : Adrián Margarit, Ingeniero Industrial, y Jaime Freixa, Arquitecto Traducción de la nueva edición: Antonio Munné, Arquitecto, e Iris Erlenkamper, Arquitecto
Ninguna parte de esta publicación, incluido el diseño de la cubierta, puede reproducirse , almacenarse o transmitirse en forma alguna, ni tampoco por medio alguno, sea éste eléctrico, químico, mecánico, óptico, de grabación o de fotocopia, sin la previa autorización escrita por parte de la Editorial.
OVerlagsgruppe Bertelsmann GmbH/Bertelsmann Fachverlag,Oüsseldorf y para la presente edición castellana Editorial Gustavo Gili, S. A. Barcelona, 1978
Printed in 5pain ISBN: 84-252-1Xl92-X Depós~o legal: B. 36.631-1992 Impresión: Gráficas 92, S.A. - San Adrián de Besós http://candelapro.blogspot.com.ar/
Indice
Medidas de seguridad
Cimentación
Medidas protectoras contra los asientos perjudiciales Recalce de cimentaciones Medidas para subsanar asientos ya producidos
Terreno
Clases de terreno Roca
1 2 2
Terrenos naturales Terrenos sin cohesión Terrenos cohesivos
2 2
Terrenos de naturaleza orgánica
3 3
Tierras vertidas o am'lntonadas
Estudio del terreno Proceso del estudio Extración de muestras Zanjas de exploración Sondeos
24 24 24
25
Protección de las obras
27
Protección contra la humedad Desperfectos producidos por la humedad Clases de humedad
27 27 28
Humedad del terreno Humedad y substancias nocivas Materiales de impermeabilización Materiales bituminosos Asfalto Betunes y materias bituminosas Alquitrán de hulla Pintura: capa de preparación Pintura: capas de acabado Pasta extendida con espátula Cartones o láminas adhesivos Cartones impermeables Coberturas o lienzos impermeables (DIN 18190) TIras termoplásticas Revoque hidrófugo Hormigón hidrófugo Protección contra la humedad ascendente del terreno Impermeabilización horizontal en paredes Impermeabilización de suelos ImpermeabilizaciÓn vertical de paredes exteriores Impermeabilización a nivel del zócalo Protección contra el agua superficial en . construcciones a media ladera Medidas adicionales bajo el terreno Protección contra el acceso del agua subterránea y del agua a presión Cubas o fosas estancas Base de apoyo y protección de la lámina obturadora
28 29 30 30 30
3 3 3 3 4 4 4
Perforaciones
Comportamiento del terreno Propagación de la presión (>osientos
5
5 5 6 9
Asientos uniformes
Rotura del terreno Presión admisible sobre el terreno Heladas
9
Excavaciones para cimientos
Ejecución de la excavación Entibaciones
Entablados Paredes de vigas y tablones Tablestacados Muros de pilotes de perforación Muros pantalla Uquidos de sostenimiento
Consolidación del terreno Apuntalamiento y anclaje Agotamiento de zanjas Descenso del nivel del agua subterránea por medio de pozos con filtro Por medio de pozos de vaclo Por electroosmosis Agotamiento al descubierto con poza para bomba Impermeabilización de las paredes de las excavaciones Impermeabilización de la base de las excavaciones Clases de cimentaciones Materiales para cimentaciones
10 10 10 10 10 11 12 12 13 13 13 14 14
15 15 16 16 16 16
Cimentaciones someras
16 .
Base de la cimentación Cimentaciones en fajas y en bloques aislados Cimientos de losas o placas Vertidos de arena. grava y piedra Cimentaciones profundas. Cimentaciones sobre pilotes Dimensionado de cimentaciones sobre pilotes Confección de pilotes Pilotes prefabricados Pilotes hormigonados en obra Cimentación de pozos
17 17 18 18 19 19 19 20 20 21 23
30
31 31 31 31 31 31 31 32 32 32 33 33 35 35 36 36 37
37 38 39
Ejecución de impermeabilizaciones resistentes
a la presión del agua Impermeabilizantes a base de lienzos termoplásticos Impermeabilización a base de pasta extendida con espátula
40 41 42
Humedad procedente de precipitaciones Precipitaciones y erosión Erosión mecanoffsica Erosión química Erosión orgánica Protección por la cubierta Protección por la pared exterior
42 43 43 43 43 43 44
Humedad en la obra Humedad de construcción Agua de los servicios Humedad del aire
44 44 45 45
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VII
46 46 46 47 47
Humedad relativa del aire Agua de condensación Difusión del vapor de agua Circunstancias de tensión de vapor
Secreción de agua de condensación Condensación de vapor de agua en elementos
48 48
constructivos formados por varias capas
Fundamentos de cálculo 1. Amortiguamiento térmico, temperatura , tensión de vapor saturado
50
2 . Tensión del vapor, resistencia a la difusión, condensación del vapor de agua 3 . Cantidad de vapor condensado en invierno
Consideración final Humedad práctica permanente
54 55 55 55 55 56 56 56 56 57 57 57 58 58
Protección térmica Proceso del intercambio calórico Balance térmico de las personas
Influencias metereológicas Condiciones invernales Condiciones estivales
Sensación de bienestar Regulación del clima ambiente Calefacción Ventilación Climatización Medidas protectoras contra la pérdida de calor Protección térmica rnfnima y conveniente
Protección térmica óptima Protección solar
59 59 60 60 60 61 61 63
Radiación solar Consideraciones astronómicas
Intensidad de la radiación solar Influencias geográficas Altura del Sol y tiempo de insolación Medidas de protección solar Influencia de la orientación del edificio Influencia de la superficie de la obra
64 64
Acristalamiento
Paredes Cubiertas Elementos que proyectan sombra
64
Peligro de incendio Carga de incendio
Clases de materiales Clases de resistencia al fuego
Sectores de incendio horizontalmente Sectores de incendio verticalmente Medidas constructivas
al al al al
fuego fuego fuego fuego
de la madera de la obra de fábrica del hormigón armado del acero
Influencias del dimensionamiento de la sección Influencias de la estructura constructiva Medidas constructivas adicionales
Medidas de servicio Instalaciones de alarma contra incendios Dispositivos de extracción del calor y del humo Instalaciones para la extinción de incendios Lucha contra los incendios desde el exterior Lucha contra incendios en el interior de los edificios
Bocas de incendios Rociadores automáticos (sprinklers) Aparatos contra incendios
VIII
78 79 Campo del problema 80 Protección acústica en el proyecto 80 Fundamentos en la técnica acústica 80 Conceptos fundamentales 81 Nivel sonoro 82 Amortiguación de sonidos propagados por el aire 83 Paredes y techos de una capa 84 Aislamiento contra el ruido de pisadas 86 Revestimiento de forjados de pisos 88 Transmisión indirecta 89 90 Transmisión indirecta del sonido aéreo Propagación indirecta del ruido de pisadas 90 Absorción del sonido 90 Grado de absorción sonora 91 Medición del grado de absorción 91 Absorbentes porosos del sonido 91 Placas resonantes 92 Resonadores 93
contra el rayo Protección acústica
Disminución del sonido por absorción sonora "Superficie equivalente de absorción" Audibilidad en teatros, auditorios musicales y salas de conferencias
El tiempo de reverberación La composición del local Amortiguadores del sonido para tuberras Sonido en los sólidos y trepidaciones Problemas de la protección en los sólidos y las trepidaciones Campo de empleo del aislamiento contra el sonido en los sólidos Bases de protección contra el sonido en los sólidos Aplicación de técnicas acústicas en la construcción Condiciones m~nimas para una protección acústica suficiente
94 94 94 94 . 95 96 96
96
97 97 97 9B
Comprobación de que existe suficiente protección 9B
Mediante prueba de aptitud Mediante prueba de eficacia Consideraciones prácticas
98 98 98 98
68 68 68 68 69
Medidas de protección contra incendios Medidas en el proyecto Vras de escape
78
acústica
67
Elementos constructivos especiales Prescripciones de empleo
Construcciones que requieren protección
Comportamiento de las instalaciones de protección
64
66 66 66
Cometido de la protección contra incendios Prescripciones y conceptos
77 77
64
65 65 65
Protección contra incendios
Comportamiento Comportamiento Comportamiento Comportamiento
50 52 53 54
Probabilidad de la acción de un rayo
Protección contra los rayos
70 70 70 70 71 72 72 72 72 73
74 74 75 76 76 76 76 76 77
Paredes y techos con amortiguación acústica
Paredes de una sola capa Paredes de dos capas Capas de recubrimiento para paredes Mamparas de compartimentación Tabiques movibles Forjados de piso
100 101 103
103
Pavimento flotante Suelos de tablas de madera Parquet flotante Suelos de varias capas con placas duras Suelos blandos Puertas
103 104· 104 105 106 106 106 107 107
Esclusas acústicas Ventanas
108
Cielos rasos acústicos
Escaleras Superficies planas absorbentes del sonido Techos absorbentes del sonido Absorción sonora en muros de ladrillo Amortiguadores sonoros para conductos y tuberias Paredes y techos aislados de las vibraciones Elementos elásticos y capas aislantes Ejemplos de aplicación a las obras Capas de materias fibrosas Placas de corcho Elementos de .goma Resortes de acero Datos para el cálculo preliminar
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lOB 110 110 110
113 113 114 114 115 115 115 115 116 117
Absorción de las vibraciones en la obra Efectos sobre la estructura de la obra
117 117
Paredes
119
Paredes de obra de fábrica
119 119 119 120 120 121 121 122 122 123 123 123 124 124 124 124 125 125 125 126 126 126 126 126 126 126 126 127 127 127 127 131 131 131 132 133 133
Mortero
Composición del mortero Aglomerantes Cal Cemento Cementos normales
Aridos Agua de amasado Aditivos Clases de morteros Mortero de cal Mortero de cemento Mortero de cal y cemento Dosificación de las mezclas Material necesario
Preparación del mortero Otros tipos de morteros y mezclas Mortero refractario (chamota) Obra de fábrica de piedra natural Piedra Rocas eruptivas. Granito
Basalto Lava basáltica Tobas volcánicas Rocas sedimentarias. Arenisca
Calizas Pizarras cristalinas
Solicitaciones admisibles por compresión Preparación .y puesta en obra de la piedra natural Ejecución de la obra de fábrica en tiempo de heladas Albardillas para muros Fábrica de sillería (obra de piedra labrada) Obtención y preparación de los sillares Transporte y colocación de los sillares Coste y economla de la fábrica de sillerla La piedra y la expresión arquitectónica Ordenación de dimensiones - DIN 4172. Observación preliminar 1 . Definiciones 2 . Números normalizados para la construcción
3 . Medidas menores 4 . Aplicación de los valores normalizados para
133 133 133 133
la construcción 133 5. Juntas y aparejo 134 Obra de fábrica de materiales cerámicos 134 Formas y tamaños de los ladrillos 135 Antiguos tamaños y dimensiones de los ladrillos 135 N uevos tamaños y formas de ladrillos 135 ladrillos macizos 136 Ladrillos macizos para obra de fábrica revocada 136 136 Ladrillos macizos para obra de fábrica vista Ejecución de la obra de fábrica con ladrillo macizo 136 13B Gruesos y longitudes de paredes
Denominaciones con Que se distinguen los
ladrillos, las juntas y las hiladas Aparejos de paredes Aparejos históricos Aparejos ornamentales Rehundidos y ranuras en las paredes Resaltos en las paredes Aparejo de pilares Rejuntado de la obr~ de fábrica Agregación de paredes de obras de fábrica ya existentes
Pavimentos de ladrillos Ventajas e inconvenientes de la obra de fábrica de ladrillo macizo Ladrillos huecos y perforados Ladrillos con perforaciones verticales
138 139 144 145 145 145 146 146 146 146 147 ;47 147
Ladrillos huecos con perforaciones longitudinales Ejecución de la obra de fábrica de ladrillo hueco o perforado Ventajas e inconvenientes de la obra de fábrica de ladrillo hueco Obsarvaciones sobre la rentabilidad de la obra de fábrica Influencia sobre las reglas del aparejo Paredes prefabricadas de ladrillo Ladrillos ligeros Obra de fábrica hecha con ladrillos aglomerados Ladrillos de cal y arena. El material Ladrillos de cal y arena (KS) según DIN 106 Forma y disposición de las perforaciones Ejecución de las obras de fábrica de ladrillo con ladrillos de cal y arena Morteros para una fábrica de ladrillos de cal y
148 148 148 1 50 150 150 155 155 155 155 156 1 56
arena resistente a las lluvias que inciden .
sobre ella Juntas de dilatación Aplicaciones Ladrillos ligeros de cal y arena Aglomerados de honmigón ligero Ladrillos macizQs de hormigón ligero 810ques huecos de honmigón ligero Piezas complementarias Ejecución de la obra de fábrica con aglomerados de hormigón ligero
1 56 156 1 56 156 156 156 156 156 159
Ventajas e inconvenientes de la obra de
albañilerla con aglomerados de hormigón ligero Aglomerados de hormigón gaseosos o espumosos fraguados al vapor Ejecución de la obra de fábrica hecha con bloques Ejecución de la obra de fábrica hecha con piezas lisas Obra de fábrica anmada Aplicaciones Condiciones generales
159 161 162 162 162 162 162
Paredes de hormigón Propiedades del honmigón Clima ambiental Materiales Aglomerantes Aridos Uneas de cribado continuas Suministro y almacenamiento de los áridos Aditivos del honmigón Agua de amasado Aceros para hormigón armado Exigencias en la composición de los hormigones Clases de resistencia Consistencia Porcentaje del agregado fino Composición de los hormigones del grupo I Dosis de cemento Mezcla de áridos Consistencia Composición de los honmigones del grupo 11 Dosis de cemento Mezcla de áridos Relación agua/cemento y consistencia Comportamiento del hormigón Hormigón ligero Materiales Aglomerantes Aridos Materiales de adición Amasado Puesta en obra
163 163 164 164 164 164 165 1 66 166 1 66 166 166 166 167 167 167 167 168 168 168 168 168 168 168 168 168 168 168 168 169 169
Las paredes como elementos constructivos Paredes exteriores Paredes de carga Paredes de caja de escalera y de separación entre viviendas
1 70 170 170
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170
IX
Paredes de separación entre locales
170
Paredes con conductos de instalaciones Muros de sostenimiento
170
Las ventanas como elementos estructurales Aberturas normalizadas para ventanas
170
Vanos de puertas
172 172
Aberturas normalizadas para puertas M arcos o cercos de puertas Cierre por arriba de los vanos en las paredes
Paredes de sótanos Generalidades Ejecución de la construcción Paredes de sótanos de hormigón Paredes de sótanos de hormigón armado Ventanas para sótanos y cajas para tragaluces Paredes exteriores
Obra de fábrica vista Obra de fábrica vista en paredes exteriores Paredes exteriores de fábrica de ladrillos de dos hojas Hormigón visto Capas de pintura
173 173 174 174 175 175 176
177 178 178
Vigas revestidas
Techos o pisos Exigencias constructivas Tipos de techos
r echos r echos
o pisos interiores o pisos exteriores
fibrocemento
Placas planas de fibrocemento Ejecución de las juntas Revestimiento de placas para tablestacado y de placas onduladas de fibrocemento Subestructura Recubrimiento Suspansión y fijación de las placas Revestimientos de pared con placas metálicas Paredes cortina-Curtainwall Revestimientos de pared con cristal Revestimientos de pared con plástiCOS Paredes divisorias ligeras, Tabiques M,ateriales y sistemas Tabiques y forjados Paredes divisorias de rigidización Paredes divisorias Que no arriostran
Tabiques de beldosas de vidrio Tabiques de enlucido armado (o tabiques Rabitz) Tabiques de revoque o proyecció~ Taboques y paredes divisorias de hormigbtl armado Tabiques de placas Tabiques de entramado de madera Tabiques desmontables Tabiques al aire
179 181
TeChos o pisos de vigas de madera Disposición de las vigas Secciones o escuadrías de las vigas Fo~ados de los techos de madera Cielos rasos
185 185 185 187 187 187 187 188 188 188 189 190 190 191 191 192 193 193 193 193 194 196 199 199
Protección acústica
200
Protección térmica
200
Protección contra el fuego
200
Montaje y adaptabilidad
200
Posibilidades de colocar instalaciones
200
Colocación de puertas
200
200 200 Situación de los edificios 200 201 lIuminaci6n de interiores con luz natural Luz natural 201 Iluminación natural al aire libre 201 Coeficiente de luz diurna 202 Componente de la luz celeste TH 202 Componente de reflexiones exteriores Tv 202 Componente de reflexión interior T, 202 Locales con iluminación lateral 202 Locales con iluminación cenital 203 Dimensiones, forma y situación de las ventanas 203 Otras influencias sobre la iluminación 204 204 Comparación de la protección térmica
x
213 214 214 214 214 215 217 217 218
Techos o pisos de ladrillo, hormigón y acero
218
Sistemas estáticos Pisos o techos de vigas Vigas colocadas a cierta distancia unas de otras Vigas adosadas unas al lado de otras Pisos o techos de vigas-losas o vigas T Pisos o techos de vigas-losas o vigas T sin piezas de relleno Pisos de vigas-losas o vigas T con piezas de relleno Que no soportan cargas Pisos de vigas-losas o vigas T con piezas aptas para soportar esfuerzos longitudinales y transversales Pisos o techos de 'losas Pisos de losas huecas Métodos o sistemas de construcción
219 221 221 221 221
Pisos construidos totalmente en la misma obra
Pisos prefabricados Pisos o techos parcialmente prefabricados (de montaje parcial) Pisos o techos totalmente prefabricados (de montaje total) Pisos o techos de hormigón armado Definiciones Documentt.s de construcción
Materiales
Aberturas para ventanas
213
179
Revoque de exteriores
Revestimiento de paredes con placas de piedra natural y artificial, cerámica vitrificada y gres Instrucciones para el empleo de cementos de piedra natural en la construcción Revestimiento de paredes con placas de
Aberturas en las paredes
205 206 208 208 210 211 212
Pisos o techos compuestos de elementos prefabricados de hormigón armado
221 221
221 222 222 222 222 222 223 223 223 224 224 226
226
Losas de techo compuestos de elementos prefabricados 227 Losas de forjado en construcciones con paredes y 227 techos compuestos por placas prefabricadas 230 Prescripciones generales Techos nervados de hormigón armado con 230 elementos intermedios 230 Losas Otros elementos constructivos a modo de losas
según DIN 1045 Techos de cerámica armada Hormigón armado, con bloques de vidrio Techos sobre columnas de cabeza de hongo
232 232 232 233
Vigas, vigas en T y forjados nervados Pisos o techos nervados de hormigón armado Pisos o techos nervados de hormigón armado sin piezas de relleno
237
Pisos o techos de vigas de acero Forjados sin armar Forjados armados
238 239 239
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235 237
Construcciones a base de vigas mixtas de acero y
hormigón Forjados a base de chapa de acero ondulada
239 242
Escaleras
243
Formas fundamentales de las escaleras
243
Tramos de las escaleras
244
Pendiente de las escaleras
245
Compensación de las escaleras Compensación por el método del semicfrculo Compensación por el método de división proporcional Compensación con peldaños redondeados Escaleras de caracol
246 246 247 247 247
Representación de las escaleras en los planos
24B
Planta y fachada
24B 250
Observaciones
Desagües o terrazas
2BO
Barandillas o antepechos de terrazas y balcones Construcción y montaje de la barandilla
2BO 2Bl
Estructuras de las obras
2B3
Estructura a base de paredes
2B3 2B3 2B3 2B3 2B4 2B5
Estructuración estática
Paredes Paredes aisladas Pisos o techos Cooperación entre paredes y techos Construcciones macizas ' con paredes de carga
longitudinales de carga Condiciones estáticas Ejecución Protección térmica Protección acústica Construcciones macizas con paredes de carga
longitudinales y transversales
251 251 251
Construcciones de escaleras
Peldaños apoyados Peldaños volados
251 252 252 252 252 253 254 254 25B 25B 259
Escaleras de madera Escaleras con peldaños macizos de madera Escaleras a la molinera
Escaleras ensambladas Huellas y contrahuellas Zancas
Zancas de pared Zanca al aire y barandilla Cubillos Escaleras a la inglesa Escaleras de caracol de madera
262 262 262 263 265
Escaleras de piedra natural y anificial Peldaños de piedra natural Escalinatas Escaleras al aire
Escaleras de caracol Escaleras de hormigón en masa
266
Escaleras de hormigón armado Losas de escalera Losas de escaleras apoyadas en sus extremos Losas de escaleras apoyadas por sus costados Enlaces con los descansillos Escaleras de piezas prefabricadas de hormigón armado
267 267 267 267 267 269
Escaleras de hierro
272
Barandillas de escaleras Barandillas de barrotes Antepechos macizos
274 274 274
Balcones y terrazas
277
Tipos y utilización de los balcones
277
Ejecución de los balcones Edificios con paredes de carga longitudinales Edificios con paredes de carga transversales
27B 27B 27B 27B
Galerfas
2BO
Condiciones ffsico-constructivas
2BO
balcones o terrazas
2BO
2B9 290
Otras condiciones a cumplir
295
Obras de hormigón Paredes de hormigón y hormigón armado, hechas en la obra Paredes prefabricadas Techos compuestos por elementos prefabricados Paredes de hormigón ligero
297
Sistemas de encofrado Gastos de trabajo y material En.cofrad<>--de ~aF8de. Rigidización de la superficie del encofrado Atirantamiento entre las dos superficies del encofrado Apoyos y diagonales de apuntalamiento Andamios de trabajo Encofrado trepador Encofrado deslizante Encofrados de techos Superficie interior del techo Mesas de encofrado para techos Encofrados especiales Rentabilidad de los sistemas de grandes encofrados Influencias sobre la estructura del edificio Formas de encofrado y construcción por móntaje de piezas prefabricadas Edificios a base de paredes sustentantes construidos por montaje de piezas prefabricadas Estructuración, tamaño de los elementos y métodos de fabricación Construcción a base de paneles grandes o pequeños Ordenación de medidas Ordenación de módulos - Coordinación de medidas Concepto de las tolerancias de fabricación y de Juntas de montaje Disposición constructiva - Estática de las juntas Juntas en elementos de fachada Dimensionado de las juntas cerradas de fachadas Elaboración de pastas de estanquidad de elasticidad permanente Juntas abienas y ventiladas Montaje de piezas prefabricadas de hormigón celular Elementos constructivos
Zonas de estar situadas encima o debajo de
2B6 2B7 2BB 2B9 2B9
Obra de fábrica
montaje
Construcciones de entramado
2B5
Construcciones macizas con paredes transversales
Fachadas ponantes y no ponantes Dinteles y montantes de puenas y ventanas Paredes de las cajas de escaleras
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297 299 299 299 301 302 302 302 302 302 303 303 303 303 303 303 303 304 305 305
305 306 306 307 309 311 311 312 312 312 313 314 314 315 315 315 315 XI
~
Paredes de separación entre viviendas Paredes de separación entre habitaciones Paredes cortafuegos Forjados de piso Tipologla estructural Puertas en obra Montaje con grandes paneles de hormigón armado Elementos constructivos Estructura y ejecución El sistema " Ca mus" Sistema de montaje " larsen & Nielsen"
316 316 316 316 316 318 320 321 322 322 322
Construcción de entramado Tipos de entramado Estructura estática Sistemas de estructuras sustentantes Jácenas sobre pilares pendulares Sistemas aporticados Organización constructiva Distancias entre apoyos Anchuras de los edificios Alturas de edificio y altura de techos Juntas de movimiento Dirección de las jácenas Jácenas longitudinales Jácenas transversales Jácenas en ambos sentidos Jácenas en voladizo Forjados sin jácenas La estructura y las instalaciones Tendido de las instalaciones Instalaciones eléctricas de alta y baja tensión Conductos de la instalación de calefacción Conductos de ventilación y acondicionamiento de aire Tuberías de suministro de agua y de desagüe Tuberías para otras clases de fluidos Sistemas de transporte Paredes exteriores
324 324 324 324 325 327 329 329 329 329 330 331 331 332 332 332 333 333 334 335 335
Construcciones de entramado de hormigón armado Disposición constructiva Apoyos Jácenas y forjados Construcciones de entramado por montaje de piezas prefabricadas Pies derechos prefabricados Unión de los forjados a los pies derechos Posibilidad de modificaciones
342 342 345 346
Construcciones de entramado metálico Aceros que se usan en construcción Longitudes normales Propiedades del acero Protección contra la corrosión Acero inoxidable (austenítico) Acero patinable Estructuras resistentes de acero Cálculos de comprobación Elementos de enlace Remachados Uniones con pernos y tornillos Uniones por soldadura 51mbolos para las soldaduras Clases de soldaduras Formas de las soldaduras Soldaduras a tope Soldaduras en ángulo Dimensiones de los cordones de soldadura Ventajas e inconvenientes de la soldadura Pisos Protección contra el fuego de los edificios con estructura metálica Revestimientos y recubrimientos Pinturas y aplacados
XII
335 336 336 336 336
347 347 347 348 358 358 359 359 360 360 360 360 361 361 362 362 365 365 365 365 365 366 366 366 367 368 368 374
Rellenado de núcleos Pantallas Edificios con entramado de madera Historia de la construcción con entramado de madera Sistema cajón Sistema franconiano Sistema alemánico Construcciones con entramado de madera modernas Entramado de madera ejecutados por plantas Entramados de madera con pies derechos continuos Disposición constructiva y elementos de pared exteriores Revestimientos exterióres de madera Protección de las superficies
374 374 374 37 5 375 375 375 375 376 377 379 379 379 379 380
Construcción de edificios altos Instrucciones Principios básicos para la construcción de edificios altos Contenido Definición Generalidades Procedimientos Aprovechamiento del solar Estructura resistente, forjados Antepechos, dinteles, puertas cristaleras y ventanas Paredes interiores, revestimientos e inclusiones Pozos de instalaciones y conductos Puertas Sectores de contención del fuego Salidas y escaleras de emergencia Ascensores. Locales auxiliares Triturador, incinerador de inmundicias Calefacción, chimeneas Ventilación y acondicionamiento de aire Instalación eléctrica de emergencia Cuadro de distribución y transformador Pararrayos Dispositivos de la lucha contra incendios Planos orientativos Otras instalaciones especiales Estructura y uso de los edificios altos Seguridad estática Acción del viento Estabilidad a las fuerzas del viento Paredes de arriostra miento y núcleos de rigidez Casas altas a base de paredes de carga Obras de fábrica Fábrica de ladrillo Fábrica de ladrillos de cal y arena Paredes de fábrica de hormigón Casas altas a base de entramado sustentante Supresión de pilares en la planta baja Estructuras con voladizo Estructuras suspendidas Sistemas especiales Fachadas de casas altas
380. 381 381 381 381 381 381 381 381 382 382 382 382 382 382 382 382 382 382 382 385 385 386 386 386 388 388 388 388 389 390 390 391
Cubiertas
393
Estructuras sustentantes para las casas corrientes Formas de cubierta Inclinación de las cubiertas Antiguas cubiertas de madera y revestimiento de las mismas Cubiertas con correa Solicitación de la armazón de cubierta y cálculo de las dimensiones de sus elementos Correas durmientes o de alero Correas de cumbrera Jabalcones Cepos
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380 380 380 380 380 380 380
393 393 394 394 394 397 399 400 401 401
401 402 402 403
Cabios Cubiertas de correas con postes Cubierta de correas con una fila de postes Cubierta de correas con dos filas de postes Cubierta apuntalada de correas con una fila de postes Cubierta apuntalada de correas con puentes y dos filas de postes Cubierta parhilera Cubierta parhilera simple Cubierta con armadura de pares y puente Cubierta con armadura de pares, puente y pendolón Cubierta de correas con sotabanco Cubiertas de correa de una sola vertiente la organización de la cubierta y la estructura del edificio Cubiertas ae caoios y puentes Cubiertas de cabio Cubiertas con puente
404 408 409 409 410 411 412 413
Cubiertas con puentes verticales y horizontales Embrochalados
415 415 416 417 417 419 419 423 424
Cubiertas a cuatro aguas (Cubiertas con faldones) Cubiertas de correas a cuatro aguas
Arriostramiento longitudinal de las cubiertas de correas con faldones
Cubiertas de cabios y puentes con faldones Cubiertas compuestas. Tendencias en el desarrollo de las cubiertas para las casas de viviendas Cubiertas industriales de gran luz Estructura constructiva de las naves y tinglados con sistemas de cerchas de viga llena y de celosla Armaduras sobre apoyos pendulares Armaduras sobre apoyos empotrados Pórticos Estructuras sustentantes en arco Puntos de vista constructivos N aves con gruas
Presión del viento y esfuerzos que se producen durante el montaje Formas de las cerchas de entramado Sistemas estáticamente determinados y
426 430 430 433 433
Armaduras triangulares
Cerchas o armaduras arqueadas
440 440
Entramados de las vertientes y revestimientos de
Protección contra los insectos
Protecciones contra el fuego
Calidades de la madera de construcción Maderas que se emplean en construcción
Maderas de frondosas Uniones en los trabajos industd.alizados de madera llaves o tacos llaves alojadas llaves incrustadas llaves alojadas y llaves incrustadas Pernos Clavos Clavado y dimensiones
Construcciones con maderas encoladas
Calidad de la madera Tipos de cola Fabricación de vigas encoladas Estructuras de entramado con barras de madera Armaduras triangulares
Pares de una sola pieza Pares y tirantes compuestos de varias piezas Sistema Greim
Vigas de celosía de cordones paralelos Viga 'Trigonit" de celosía Sistema de diagonales triangulares Estructuras de madera de alma llena Vigas huecas Vigas con sección doble T
442 442 443 443 444 444 444 445 445 445 445 445 446 446 446 447 447 448 448 449 450 451 452 452
453 453 454 456 456 458 458 458 459 459 459 459 459 459 462 464 464 464 465 465
Vigas compuestas de madera con sección
doble T Vigas con alma de placa Vigas de alma ondulada Vigas Kampfsteg Vigas con alma de tablillas horizontales encoladas en plano Pies derechos Pórticos Pórticos de celosía Pórticos de alma hueca y de doble T Pórticos anclados en capas Estructuras en arco
433 434 437 439 439 439 439
440 441 441 442
estáticamente indeterminados
Cerchas de cordones paralelos
Protección contra los hongos destructores de la madera
Sistema Greim
Sistema Gang-Nail
Arriostramiento
las cubiertas Cubrición sobre un entablado de madera Distancias entre correas y entre cabios Armaduras de madera Propiedades de la madera Construcción de la madera Contracción e hinchazón Enfermedades de la madera Protección de la madera Protección contra la humedad
Grueso de la madera y profundidad del clavado Separaciones entre los clavos Ejecución y construcciones especiales
Estructuras metálicas para cubiertas Estructuras de celosía
Armaduras metálicas atornilladas Armaduras soldadas Correas
Mallas espaciales Composición de las mallas espaciales Uniones de las barras en las mallas espaciales Apoyo de las mallas espaciales Cerchas de alma llena Vigas laminadas Vigas alveoladas Formas especiales Estructuras de hormigón armado para cubiertas
Hormigón pretensa do Cerchas Formas de cerchas
Correas y losas de cubierta Cerchas de caras paralelas Correas en T
Cubiertas en diente de sierra Estructuras plegadas y laminares Estructuras plegadas Estructuras laminares láminas de simple curvatura
Lámina de doble curvatura láminas cupuliformes láminas con curvaturas opuestas Revestimiento de cubiertas Revestimiento de tejas
Inclinación de las cubiertas Soporte del recubrimiento de cubierta Distancia entre los listones y recubrimiento Tejas · Teja plana alemana (teja de cola de castor)
465 465 466 466 466 467 471 471 472
474 475 476 477 477 478 478 481 482 483 483 483 483 484 486 487 487 487 487 488 489 491 505 505 508 509 509 511 511 513 519 520 520 520 522 522 522
Encuentros con paredes de las cubiertas de
teja plana Encuentros con chimeneas
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527 528
XIII
Tejas cóncavas (tejas en S) Revestimiento de teja árabe Teja plana de encaje Tejas de claustro Teja plana de ranura y cordón Teja de aleta Tejas de vidrio Revestimiento con tejas de hormigón Empizarrados
532 535 537 540 541 541 542 542 544 544 548 548 548 548 548 549 549
TIpos de empizarrados
Cubiertas de laja Revestimiento emparejado
Cubiertas de placas de hormigón Losas corrientes de hormigón armado
Losas ligeras de hormigón armado Placas huecas con casetones
Placas armadas de hormigón poroso Cubiertas de fibrocemento Introducción Placas planas de fibrocemento Chapas onduladas de fibrocemento
550 550 550 550 551 552 553 553 553 553 554
Recubrimientos
Cubiertas con poca pendiente Placas de ondas cortas Colocación y fijación Aleros, viseras del front6n y cumbreras Tipos de placas Almacenaje Colocación de las placas y distribución del enlistonado Criterios para determinar el tamaño de las placas y la anchura de las ondas Entramado de cubierta Colocación de las placas onduladas Sistemas de fijación Aleros Visera del frontón Reglas
554 554 554 554 555 555 556 556 557 557 557 · 557 558 558 558 558 559 559 559 559
Cumbrera Limas tesas
Limas hoyas Encuentros con paredes
Tablones de paso Plexiglás ondulado Cubiertas onduladas Cubiertas ventiladas Ventilación continua por la cumbrera Revestimientos metálicos para cubiertas
Materiales Chapa de cinc . Sistemas de colocación de los revestimientos
metálicos Revestimientos con hojas Cubiertas planas Cubiertas no ventiladas Consideraciones generales sobre las formas y los recubrimientos de las cubiertas
Composición de las cubiertas no ventiladas Fo~ados de bloques huecos Placas de hormigón Chapas trapeciales Relleno para dar pendientes Utilización como aislante del relleno para dar pendientes Pintado previo Capas de movimiento y de reparto de la presión del vapor Barreras contra el vapor y freno; a la difusión del mismo Materiales aislantes Plástico celular rígido Placas recubiertas
Elección y elaboración de los materiales aislantes Colocación de placas de plástico celular rígido (styropor) XIV
561 564 565 566 566 567 568 568 568 569 569 569 569
Colocación de placas de foam-glass Placas de lana mineral Comparación de los materiales aislantes Economfa de los distintos sistema§ de aislamiento térmico
Caracterfsticas y campo de aplicación de los principales materiales de techar Fajas de fieltro de lana Fajas para soldar Fajas de materia plástica Modo de pegar las hojas de cartón y formación de burbujas Pendiente de cubierta y revestimiento adecuado Protección de las capas exteriores
Juntas de dilatación Formas especiales de la cubierta no ventilada 1. Cubierta ··Kisol"· 2. Cubiertas-estanque 3 . La cubierta " reversible"· Cubiertas a la intemperie Entablado Ejecución de los revestimiento de cartón Clavado Aleros Cumbreras y limas tesas Cubiertas de hormigón armado a la intemperie Cubiertas transitables Placas sobre apoyos elevados Cubiertas transitables para vehfculos Aberturas en las cubiertas Ejecución correcta y ejecución errónea de las cubiertas planas Cubiertas ventiladas Composición de la cubierta ventilada Fo~ado macizo Techo de vigas de madera Barrera de vapor Forjado inferior Dimensionado de las placas de aislamiento térmico Cámara de aireación Capa superior Desagüe de las cubiertas Canales para cubiertas Canales de chapa Canales para cubiertas en diente de sierra Canales en los encuentros de vertientes
Canales de madera Canales de fibrocemento Canales de plástico 8ajantes de aguas pluviales Bajantes de aguas pluviales de chapa Bajantes de fibrocemento Bajantes de aguas pluviales de plástico
Chimeneas
Definición de la chimenea Proceso de combustión Materiales combustibles Proceso qufmico Componentes combustibles Poder cal orifico Oxfgeno necesario Aire necesario
Componentes no combustibles 570 570 571 571 571 572
Contenido de cenizas
Contenido de agua Gases de humo Proceso ffsico Corriente gaseosa
Pérdidas en la corriente de gases Enfriamiento de los gases
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572 572 572 572 572 572 573 573 573 574 574 574 576 576 576 576 577 577 577 577 578 579 579 579 580 581 581 587 587 588 588 588 588 588 589 589 589 589 589 589 594 594 596 596 597 600 601 601 602
603 603 603 603 604 604 604 604 604 605 605 605 605 605 605 606 606
Resistencias opuestas a la circulación de los gases Resistencias de rozamiento Condiciones de la instalación de calefacción Calefacción individual Calefacción colectiva Ejecución de una chimenea Dimensionado Altura de las chimeneas Sección de las chimeneas Paredes de las chimeneas Protección térmica Resistencia a la acción del fuego y de las temperaturas elevadas Impermeabilidad a los gases Resistencia
607 607 607 607 608 608 609 609 610 610 610 614 614 614
Construcción Chimeneas de obra de fábrica Chimeneas de piezas moldeadas Chimeneas aisladas Cabeza de la chimenea Conductos de humos Directrices para los cuartos de calefacción Aislamiento acústico en los cuartos de calefacción Origen de los ruidos Ruidos de conducciones y bombas Medidas contra la transmisión de ruidos Sonido transmitido por los sólidos Sonido transmitido por el aire Chimeneas para la evacuación de gases Capacidad de los tubos de evacuaci6n de gases Chimeneas y conductos de ventilación
614 616 621 622 624 624 625 628 628 628 629 629 629 629 633 634
\
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xv
Cimentación
Los cimientos son las partes inferiores de una obra, destinadas a soportarla. Su misión estriba en transmitir al terreno todas las cargas que sobre ella gravitan (peso propio, carga útil, cargas debidas a la nieve o al viento) . Condición indispensable para una cimentación bien hecha es el exacto conocimiento del terreno en que hay que construir. Antes de la elección definitiva del emplazamiento de la obra deben ponerse en claro las siguientes cuestiones: ¿ Oué clases de terrenos existen y a qué profundidad se hallan 7 ¿A qué profundidad se encuentra el terreno firme y qué espesor tiene la capa que lo forma? ¿Cuál es el nivel más alto de las aguas subterránea,s7 ¿ Son de prever asientos? ¿ Existe peligro de que el terreno se hiele o se deslave 7 ¿Existen en el terreno materias perjudiciales para el hormigón? ¿ la tierra o piedra arrancada del suelo puede tener aplicación como material de construcción?
las materias térreas que descansan todavía sobre las capas primitivas, es decir, sobre las rocas de que proceden al descomponerse éstas por la acción de los agentes atmosféricos, que no presentan indicio de desmezclado, y las materias térreas que descansan sobre capas secundarias y que llegaron allí sea por movimiento propio, por hallarse por ejemplo en pendientes y laderas. sea por haber sido depositadas y acumuladas en aquel sitio por las aguas, los vientos o el hielo. Cuando esos acarreos fueron hechos a poca distancia , el desmezclado sufrido es escaso, mientras que si las distancias son grandes se suele observar en la mayorfa de los casos una fuerte separación de tamaños . granulométricos. Terreno de
Terreno de
Terreno de
cimentación
cimentación
cimentac!?n
bueno
mediano
malo
3-8 kglcmJ:
de 1.5 a 3 kg/cm 2
de O a 1.5 kg/cmJ:
Roca Ihasta 30 kg/cm'1
Terreno la erección de una obra perturba el estado de equilibrio del terreno. Corresponde a la Mecánica del Suelo el cometido de determinar los efectos reciprocas entre terreno y obra , con.el fin de evitar daños provocados por asentamientos excesivos o irregulares y de conferir garantla a las hipótesis de estabilidad. Antiguamente se edificaba tan sólo a base de "experiencia ", sobre cimentaciones a veces subdimensionadas o incluso sobredimensionadas. No obstante, hace muchos siglos e incluso milenios se conocían ya técnicas ~spe ci ales para aumentar la resistencia mecánica del terreno, como son la consolidación del mismo y la cimentación sobre pilotes. Así lo prueban las fundaciones sobre pilotes de madera de los puentes romanos y de las catedrales de la Edad Media o, en China , la consolidación de terrenos cohesivos mediante cal viva. Con el desarrollo de la Estática científica y la aparición de nuevos materiales de construcción, como acero y hormigón armado, de nuevos sistemas estáticos y de nuevos tipos de construcción, surgió la necesidad, si bien al propio tiempo también la posibilidad, de ejecutar la cimentación de las obras de una manera más segura yeconómica; puesto que suelen ser motivos económicos o compromisos locales los que, por lo general, impiden mejorar un terreno de mala calidad o evitar sus inconvenientes. S610 el conocimiento exacto de las condiciones reales del terreno y de las influencias mutuas entre éste y la obra , es decir, la consideración de los resultados de una minuciosa investigación del terreno o de la experiencia local adquirida y el cálculo de las cargas que la obra ejercerá sobre él, permite determinar de modo definitivo la clase , la profundidad y las dimensiones de ' la cimentación.
Clases de terrenos Se denominan terrenos las capas de la corteza terrestre suficientemente superficiales para hallarse sometidas a la acción de los agentes atmosféricos. Hay que distinguir entre :
Sc.hmiH -1
o .:2 o· o • • .0
~
..
8
grava y gravilla gravilla y arena arena gruesa
arena fina arena mediana
arcilla seca barro seco marga seca
arcilla húmeda barro húmedo marga
1-0
..g .~
~~
1- 0
Mantillo. limo. fango. marga con guijarros. turba. tierra ' pantanosa . tierras vertidas. arena muy fina.
La tabla anterior clastfica los terrenos por su naturaleza y aptitud para soportar cargas (firmeza):
Rocs Es un excelente terreno para cimentar. La presión admisible sobre este terreno según la norma DIN 1054, cuando se trata de roca con pocas grietas, con estratificación favorable y sin haber sufrido deterioros por la acción de los agentes atmosféricos, es de 15 a 30 kg/cm 2 • Si el agrietamiento es importante o la estratificación es desfavorable hay que reducir esos valores en la medida pertinente. Cuando las rocas son compactas e impermeables, como el granito, el basalto, la caliza, los esquistos cristalinos y la arenisca de grano fino, no hace falta tener en cuenta la profundidad de congelación. porque las heladas no ofrecen el menor peligro. Los tipos de rocas permeables 'Íl1 agua y porosas, como la toba , la piedra pómez y la arenisca granulosa , están, en cambio, expuestas por la congelación a una meteorización progresiva e ininte-
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rrumpida. En tales casos es necesario proceder a una cimenta ción a profundidad exenta de heladas.
Terrenos natura/es ~errenos
sin cohesión
La grava , la gravilla y la arena están clasificadas como terrenos sin cohesión, Carecen de cohesión (adherencia entre los granos sueltos) y son permeables al agua. La capacidad portante o aptitud para soportar cargas (firmeza) crece con el tamaño de los . granos y la compacidad de las capas. Los materiales pétreos desmenuzados por procesos naturales se denominan piedras o canto,s -rodados, grava o gravilla y arena.
Piedras: cantos rodados Son una acumulación de piedras gruesas sueltas y cuyo diámetro es superior a 70 mm. Según su procedencia , las cualidades del material pétreo que las constituye y el espesor o grueso de la capa que forman pueden recibir una carga de 3 a 8 kg/cm 2 , .
Grava o gravilla Está formada por fragmentos o trozos de piedra de 2 a 63 mm ; la gravilla es la fracción comprendida entre 2.y 6 ,3 mm ; la grava mediana, la comprendida entre 6 ,3 y 20 mm ; y la grava gruesa , la comprendida entre 20 y 63 mm. En tanto que la grava y gravilla que se suele encontrar en los valles y cauces de los rfQ5. es, en su mayor parte, de superficies redondeadas y lisas, la que se encuentra en los acarreos y depósitos de los glaciares suele presentar las más de las veces formas angulares. Con la grava y la gravilla puede contarse aproximadamente con una aptitud portante de unos 4 kg/cm 2 • Aumenta en capas más profundas porque alli, por efecto de la carga de las capas superiores y de la eventual acción de las aguas subterráneas, se produce una mayor compacidad de las capas.
ción de humedad, los terrenos consistentes van siendo cada vez más blandos y su aptitud para soportar cargas disminuye notablemente, Para juzgar si un terreno debe ser clasificado como bueno, mediano o malo para cimentar en él, puede determinarse la contracción que experimenta al desecarse. Según el procedimiento " Scheidig", un cilindro del material térreo con su humedad natural es desecado y luego se calcula el valor o medida de su contracción en tanto por ciento. Contracción menor de un 5%, buen terreno para cimentar. Contracción comprendida entre un 5 y un 1 0%, terreno medianamente bueno para cimentar. Contracción de más de un 10%, terreno malo para cimentar. Contracción de más de un 15%, terreno muy malo para cimentar. El volumen de poros de las arcillas viene a ser desde el 70% en las arcillas blandas hasta el 1 5% en las duras; en el barro oscila entre el 40% y el 25%.
Arcilla Existe casi en toda s partes. Cuando está seca y se halla en capas de un grueso no inferior a 3 m, constituye un buen terreno para cimentar que puede cargarse con 3 kg/cm 2 . La arcilla debe protegerse contra la humedad, que la reblandece , y contra las heladas, que la desintegran. También pierde firmeza (aptitud portante) bajo los efectos de una desecación exagerada , p. ej. en instalaciones de calefacción o cocción . la arcilla húmeda puede ser cargada con una presión de O a 1,5 kg/cm 2 , según la proporción de agua que contiene. La arcilla debe contener de un 50% a un 80% de particulas de menos de 0,01 mm de diámetro. Si el contenido de estas particulas es menor se califica como arcilla magra o barro. En las arcillas magras, los granitos de arena , que son los que producen la aridez, son demasiado pequeños para poder ser notados. En el barro son ya algo mayores y se notan al tacto.
Barro Grava y arena Es decir, una mezcla de grava o gravilla con arena . Admitiendo que se halle formada con 1/ 3 en volumen de grava o gravilla , puede recibir una carga igual que la asignada a este material.
Arena Está formada por partículas o granitos pétreos de menos de 2 mm de diámetro. Como la grava y la gravilla , se encuentra principalmente en el cauce de los ríos o en las morrenas de los glaciares. Admitiendo una presión sobre el suelo de 3 kg/cm 2 y con un tamaño granulométrico de 0 ,6 a 2 mm , la arena gruesa se clasifica todavía entre los terrenos buenos para cimentar; en cambio, la arena fina y la arena mediana , con tamaños granulométricos de 0 ,06 a 0 ,6 mm, sólo puede admitir una presión de 2 kg/cm 2 • Lo mismo que sucede con la grava y la gravilla , la aptitud portante aumenta en las capas más profundas. .La relación entre el volumen de la parte sólida y el volumen de los huecos se denomina " volumen de poros". Se suele expresar por el tanto por ciento de huecos que contiene un material. En el caso de la arena de grano homogéneo, este tanto por ciento suele oscilar entre el 25 y el 50%; en la arena y grava de grano desigual, varia del 15 al 30%. Terrenos cohesivos La arcilla, el barro y la marga son materias térreas coherentes. La cohesión es la tendencia a adherirse o pegarse unos granos con otros y aumenta al crecer el contenido de arcilla . La capilaridad puede producir una tendencia análoga a la aglomeración en los conjuntos granulares. Según las proporciones de fracciones granulométricas de tamaño pequeño y muy pequeño se producen poros finísimos que dan origen a ttfectos de capilaridad muy marcados. Debido a estos poros muy estrechos, los terrenos dotados de gran consistencia ofrecen mucha resistencia a la penetración del agua . Las tierras que contienen impurezas, como las que llevan arena mezclada , pueden presentar una permeabilidad mucho mayor. Los terrenos que sólo tienen arcilla o barro no dejan penetrar el agua más que muy lentamente, pero tambi én son lentos para acomodarse a las cimentaciones, por el efecto de la presión sobre éstas ejercida. Al aumentar la propor-
2
Es también una mezcla intima de arcilla y arena. Cuando la proporción de arcilla que contiene es baja , se dice que es magro o áspero, y cuando es alta se denomina graso. Si está seco y la capa tiene buen espesor, el barro, lo mismo que la arcilla , puede soportar 3 kg/cm 2 . Al aumentar la dosis de agua que contiene se reduce la presión que puede admitir como terreno.
Marga Es una mezcla de arcilla , barro y caliza cuya proporción puede variar, en esta última, entre un 10% y un 90%. La marga seca presenta la misma resistencia a la presión que la arcilla o el barro. Si la dosis de caliza es alta, incluso puede superarla. Es, desde luego, muy sensible a la acción del agua porque la caliza se empapa. Terrenos de naturaleza orgánica Los terrenos de naturaleza puramente orgánica están formado s por restos de plantas más o menos descompuestas y restos de organismos animales. Según su grado de descomposición se distingue entre " turba no descompuesta y turba moderadamente descompuesta" , cuando todavía se advierte en ella una gran proporción de restos vegetales (musgo y plantas análogas). y " turba intensamente descompuesta", cuando sólo está integrada por partes componentes sueltas, por lo general de tonalidad oscura, no identificables ya individualmente. Los terrenos con contenido orgánico notable, por lo común de constitución fina y semejante a la de la arcilla o del limo, reciben el nombre de " marjales" . En terrenos de naturaleza orgánica con adiciones m¡nerales, las características de estas últimas se expresan mediante los adjetivos apropiados, como son por ejemplo: marjal arcilloso, marjal muy arenoso, turba poco arenosa, etc. Por el contrario, si son los elementos orgánicos los que aparecen como adiciones o impurezas en el terreno, se aplican a éste los adjetivos " turboso" o " pantanoso" , y si el caso lo requiere tam bién los adverbios " débilmente" o " intensamente". Cabe emplear asimismo la designación genérica " orgánico" . La capa superior del suelo, sometida a la acción del aire, que contiene humus y microorganismos vivientes, recibe el nombre de " tierra vege1al" , Sólo raras veces se compone la tierra vegetal
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de humus puro; normalmente es una mezcla de humus y tierras minera les.
Tierras vertidas o amontonadas Sólo alcanzan una aptitud portante de 2 ,5 kg/cm' cuando contienen m ezcla das con ellas arena o gravá. La arcilla o el barro vert idos o amontonados no son utilizables como terrenos para ci mentar. Con tales tierras o materiales vertidos o amontonados (tierras removidas) hay que contar siempre con asientos más o menos importantes.
Estudio del terreno Es cond ición previa e indispensable, para determinar la clase y profundidad de una cimentació n, el exacto conocimiento de la naturaleza del terreno en que ñay que cimentar. A este fin , ya desde el principio y antes del proyecto de la obra debería efectuarse un estudio del terreno,. pues cua ndo las ci rcunstancias son desfavorables para cimentar aumenta considerablemente· el coste de la obra. Por ~ I contrario, el coste de un estudio detallado del terreno no incide sensiblemente en el presupuesto.
Proceso del estudio lJnica mente a base de un co nocimiento suficiente de las circunstancias locales que presenta el terreno, o bien si se trata de co nstru cc iones ligeras, puede prescindirse de un estudio completo del mismo. Para el estudio previo de un terreno de grandes dimensiones se recurre a sondeos de reconocimie nto.· Con este fin se practican ante todo una serie de perforaciones principales, dispuestas según un tablero de ajedrez y bastante distanciadas una de otra, hasta la profundidad necesaria para encontrar una capa resistente de suficiente espesor. Con objeto de interpretar con más exactitud los resultados obt en idos se ejecutan entonces perforaciones adicionales o sondeos intermedios. A este respecto se tendrá en cuen ta : Las relaciones entre las forma ciones geológicas que a·floran (mapas geológicos a escala 1 : 25000). El nivel de aguas subterráneas y sus fluctuaciones en el transcurso de las estac iones. La experiencia obtenida con otras obras ya rea lizadas, si tal es el caso. La s excavaciones y perforaciones para cada obra se efectúan dentro del recinto del solar de l edificio y en sus inmediaciones. En planta hay que repartirlas para que descubran incluso las eventuales desigualdades que en cada capa del terreno puedan existir. Su distancia no debe exceder de 25 m . Sobre la profundidad mínima de perforación, la norma DIN 1054 especifica lo siguiente: 3.22. Cuando se trata de terreno virgen no rocoso, bastá en general una profundidad -medida a partir del fondo de la cimentaci6n- igual a tres veces el ancho de la base, para cimentaciones en bloques aislados (y también para cimentaciones en fa jas, cimentaciones bajo vías de grúa, muros de muelle. estribos de puen tes. y análogas). e igual a vez y media el ancho de la base, para cimentaciones en losas o placas; en ambos casos, no obstante, debe ser como mínimo igua l a 6 m. En obras con va rios bloques de cimentación. cuya influencia se superpone en las capas más profundas, la profundidad de perforación - contada a partir del fondo de la cimentaci6n- debe ser igual a tres v~es el ancho del mayor de los bloques de cimentación o a vez y media el ancho de la obra; se elegirá el más desfavorable de ambos valores. Por otra parte, la profundid~d de perforación debe llegar por lo menos 6 m por debajo del fondo de la cimentación. 3.25. Como en cimentaciones sobre pilotes las profundidades se cuentan a partir del pl ano de la punta de los pilotes hincados, la profundidad de perforación definida en el apartado 3.22. puede rebajarse en un tercio, aproximadamente.
Extracción de muestras Según DIN 4021 , deben extraerse muestras cada vez que ca mbia la naturaleza del terreno, pero como m ín imo cada metro o metro y medio. Los resultados deben consignarse en dibujos estratigráficos según DIN 4022 . En tanto que cuando selrata de construcciones pequeñas la capacidad de soportar cargas de las capas del terreno casi siempre puede ser determinada mediante los valores que da la norma DIN 1054 (véase página en obras de mayores dimensiones e importancia y en terrenos inseguros es necesario extraer muestras inalteradas del terreno y determin ar la aptitud portante de las capas por medio de un estudio físico de las materias térreas. La s prescripciones para la toma de muestras y el envasado de éstas deberían ser dadas a conoce r antes del principio de los es.t udios del terreno, por los Institutos de Ensayos donde deban hacerse tales estudios.
n
Zanjas de exploración La forma más simple e instructiva de efectuar el estudio del terreno es excavando en él zanjas de exploración. A ca usa del tiempo y del trabajo que exige su ~xcavació n , así co mo de la necesidad eventual de entibaciones y desagües, las zanjas sólo pueden utilizarse hasta profundidades de 2 a 3 metros. Estas profundidades resu ltan insuficientes para el estudio de terrenos previstos para la cimentación de edificaciones, ya que la profundidad mínima exigida en DIN 1054 es de 6 m, y a lo sumo bastan para la prospección de terrenos para obras viarias. Las zanjas de exploración tienen la ventaja de que permiten una comprobación y ensayo inmediatos de las capas del terreno. Además, al hacer las extracciones de muestras no se produ ce ninguna mezcla de las clases de tierras y son fáciles de reconocer las circunstanc ias de las capas o yacimientos, así como las eventuales entradas de agua , con toda precisió n. ZANJA PARA EXTRACCION DE MUESTRAS INALTERADAS DEL TERRENO
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Sección
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longitudinal
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No utilizables a mayoreS profundidades debido al gran volumen a excavar. a causa de los taludes. o a la necesidad de apuntalados
Sondeos El procedimiento más simple para realizar reconoci mientos orevios a pequeñas profundidad es, por ejemplo sobre roca , es efectuar sondeos introducie ndo sondas por percusión . Las sondas, que suelen ser barras de acero de 2 a 4 m de longitud con punta aguzada, se hinca n en el terreno, fácil y ráp idamente, a golpes, pero sólo permiten extraer escasas cantidades de muestra de las capas de terreno atravesadas. Los sondeos por hincado se efectúan con auxilio de una sonda de cabeza ensanchada y un martinete. Contando el número de golpes asestados y midiendo la profundidad de penetración, el progreso del hincado permite sacar conclusiones sob~e la com pacidad y resistencia del terreno sin necesidad de extraer muestras. De todos modos, para profundidades superiores a 8 m, el peso propio de la barra y el rozamiento lateral en la sonda y en la cabeza de hinca repercuten desfavorablemente sobre el efecto de percusión y , por tanto, sobre los resu Ita dos. También ofrecen dificultades las piedra s de gran tamaño existentes en el fondo , las cuales inducen a suponer una falsa resistencia elevada. Los sondeos por hincado son especia lmente aplicables en conexión con perforaciones, para lo cua l antes de cada nueva etapa de perforación se efectú an ensayos de resistencia
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con sondas especiales y se extraen muestras de terreno inalterado. En sondeos a presión se mantiene constantemente aplicada contra el terreno una sonda de medición. Con ello pueden obtenerse ya. sin necesidad de extraer muestras, buenos valores orientativos sobre la resistencia del terreno. ya que la presión de punta, el rozamiento lateral y la resistencia global pueden ser evaluados con exactitud. Las sondas de aletas silven para averiguar la resistencia a la cortadura de sucesiones de estratos inalterados en terrenos cohesivos.
Psrforar;iones Las perforaciones permiten un trabajo rápido . cuestan poco relativamente y pueden emplearse en todas partes: Permiten llegar a grandes profundidades y el agua Que en el subsuelo pueda existir no estorba los trabajos. De todos modos, con este método no es posible determinar las circunstancias de las capas del terreno tan exactamente como con las zanjas de exploración. Si para la prospección del terreno bastan exiguas profundidades de perforación, se recurre al empleo de aparatos de perforación manuales o de perforadoras rotativas ligeras, montadas sobre vehiculos. Sin embargo, para la extracción de muestras de roca inalteradas (testigos de sondeo) es imprescindible ejecutar las perforaciones con máquinas. El aparato de perforación consta de barrena , barras, tubos perforadores, caballete de perforación y aparato elevador. Según la naturaleza del terreno existente y la profundidad de la perforación, se emplean diferentes tipos de barrenas: Barrenas de plato. sólo para perforaciones previas en tierra vegetal. arena y grava. Barrenas cilindricas, igualmente para clases de terreno poco consistentes. Barrenas espirales, para perforaciones previas en suelos duros O en cantos rodados. Barrenas de cuchara cerradas, para suelos mixtos compuestos de arena . barro Y' materias análogas. Barrenas de cuchara abiertas, para suelos sólidos consistentes a base de barro, arcilla y marga.
si
acero de 5 m de longitud Que se van empalmando entre por medio de uniones de pestillos o de rosca. Para evitar que las paredes del orificio se desmoronen si el terreno es de mala calidad, se hace la " entubación" del mismo. El empalme de los tubos con que se hace esa ~ntubación , que tienen de 1.5 m a 5 m de longitud, se lleva a cabo mediante manguitos roscados que se atornillan valiéndose de unas bridas o mordazas especiales. Para que la entubación descienda a medida que profundiza la barrena, se carga progresivamente aquélla o se le da un movimiento giratorio de vaivén utilizando un travesaño de madera Que le sirve de brazo de palanca . Una vez concluida la perforación Y extra~da la muestra, se vuelve a sacar la entubación. Para perforaciones en capas de terreno muy blandas y acuíferas es oportuno el empleo de una barrena de válvula (cápsula de barro) o perforadora de émbolo, que se deja caer varias veces hasta el fondo del agujero, con lo cual se llena la cápsula de tierra (perforación por calda libre). Al tirar hacia arriba se cierra la válvula , y retiene el émbolo la muestra o porción de tierra recogida. El' tubo cilíndrico o cápsula llena de tierra puede entonces ser extraldo del orificio y vaciado. BARRENA DE EXTRACCiÓN DE MUESTRAS
BARRENAS DE PERCUSiÓN
BARRENA HUECA
Para perforar capas de roca se utilizan los trépanos. Van atornillados a una barra que cuelga de una cuerda o de un cable Y que sirve de peso, y se levantan Y dejan caer de pequeña altura (perforación por caída libre). La extracción de la piedra triturada se efectúa luego mediante barrenas de válvula o de émbolo. Se obtienen muestras inalteradas fresando la roca a máquina con auxilio de la barrena hueca.
BARRENAS ROTATIVAS
~ de
Barrena pfato
~
B.-rena cillndrica
~ BSTena espiral
Comportamiento del terreno
~ Ba-rena
A causa de los esfuerzos provocados sobre él por la carga de la obra construida. el terreno se deforma en función de su compresibilidad y de su resistencia a la cortadura. La propagación de la presión en el terreno muestra que las tensiones debidas a la carga de la obra disminuyen a medida Que aumenta la profundidad y son máximas debajo de la parte central de las superficies de cimentación.
de cuchara cerrada
ALARGADERAS
TUBO PARA PERFORACiÓN
Propagaci6n de la presi6n La hipótesis generalmente admitida de Que la presión de un macizo de cimientos se difunde dentro de un ángulo de 45° con uniformidad. está de acuerdo, en lineas generales, con el modo real de propagarse y repartirse esas presiones. Se calcula . en
01
POSIBLE PROPAGACiÓN DE LA PRESIÓN EN LA ESTRUCTURA DEL TERRENO
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Estas barrenas se introducen en el terreno haciéndolas girar a mano (según el caso, de 2 a 4 personas por aparato) o mediante máquinas, Y se tira de ellas con auxilio del cabrestante para extraer la mu~stra. Las capas duras deben esponjarse previamente mediante un trépano de calda libre. Las barrenas, según la profundidad de la perforación, pueden ser alargadas con barras alargaderas para seguir penetrando en el terreno. Las alargaderas de barrenas son casi siempre barras de
4
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La coherencia V el rozamiento del terreno distribuyen y descomponen las tensiones en la base de la cimentación. en componentes de compresión, de tracción. verticales y horizontales.
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PROPAGACiÓN DE LA PRESiÓN A 45° (HIPÓTESIS DE SIMPLIFICACIÓN) Profundidades por debajo de la base Presiones máximas
de la
Sin embargo, puesto que el terreno no es perfectamente elástico en el sentido de la ley de Hooke, las isóbaras resultan más o menos deformadas, por cuyo motivo el conjunto de las mismas también se acostumbra llamar "bulbo de presiones".
Asientos Las causas de los asientos de las obras residen en primer término en la compresibilidad de las capas cargadas del terreno , que varía según su naturaleza y potencia o espesor. Los asientos fuertes y desiguales son peligrosos; los de carácter uniforme, en cambio, no lo son. La magnitud de los asientos, sin embargo, puede aumentar aún muy notablemente por causa de las siguientes circunstancias: Escurrimiento lateral del terreno por efecto de la compresión. Aumento de compacidad de la estructura del terreno por efecto de las trepidaciones o sacudidas (vehículos, máquinas, etc.). Elevación o descenso de la capa de agua subterránea . Desecación del terreno (debajo de hornos y calderas). Cavidades o socavaciones naturales o artificiales. Hundimientos o corrimientos. Modificaciones químicas del subsuelo. Levantamientos del terreno por las heladas y descensos por las descongelaciones. La duración de los movimientos ocasionados por los asientos es muy variable. En tanto que, en terrenos no consistentes, el proceso de los asientos suele casi siempre detenerse una vez acabada la obra y aplicada a ella la carga útil, en terrenos consistentes puede prolongarse más allá de la terminación de la obra . frecuentemente durante decenios, e incluso siglos si varían las condiciones de las aguas subterráneas. La causa y el grado de " consolidación" de un terreno cohesivo está en la fluctuación de un contenido variable de agua intersticial.
COMPARACIÓN DE lA PROPAGACIÓN DE PRESIONES • 45" CON lAS ISÓBARAS
Presiones máximas en el terreno
vista de ello, que las presiones van decreciendo con uniformidad hacia abajo, por capas sucesivas. Estudios e investigaciones minuciosas de Kógler y Scheidig indican, no obstante, que el curso o trazado exacto de las curvas de iguales presiones (isóbaras) es mucho más complicado. Las isóbaras tienen una forma aproximadamente circular. Su diámetro crece con la extensión de la superficie cargada. Se ha demostrado que de dos superficies de distinta extensión y a igualdad de presión sobre el terreno, la mayor actúa en sentido de la profundidad en medida mucho más intensa que la menor. A igualdad de presión sobre el terreno, la importancia del asiento crece, pues, con la superficie de los cimientos. Por lo tanto , una prueba de carga muy difícilmente dará una idea del asiento que posteriormente sufrirá la obra. Una comparación demuestra que admitiendo la distribución de las presiones según un ángulo de 45°, se está dentro del necesario margen de seguridad. COMPARACIÓN DE " BULBOS DE PRESIONES". A pesar de ser igual la presiÓn de la base de la cimentación sobre el terre-
no, el efecto de la cimentación más ancha alcanza mayor profundidad .
Asientos uniformes En general, los asientos uniformes de una obra son inofensivos. Suelen ser más o menos intensos según se cumplan peor o mejor las condiciones siguientes: Cimientos apoyados en terrenos no congelables. ASiENTOS UNIFORMES
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No hay superposición de presiones
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Capa de terreno no sensible a los asentam ientos
ASENTAMIENTOS DESIGUALES
- :6:**"' SUPERPOSICIÓN DE PRESIONES EN El FONDO
lsóbaras de los "bulbos de presiones": curvas . de igual tensión (en % de la presión máxima sobre el suelo en la junta de cimentación)
Tensiones debajo del eje de la cimentación
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En bloques de cimentación alargados de insuficiente rigidez.
5
Terreno de cimentación firme , de capas uniformes de potencia o espesor suficiente. Que las presiones repartidas procedentes de cargas vecinas no se superpongan o solapen. Que todas las partes de la obra tengan cargas propias y cargas útiles equivalentes y de igual magnitud y estén cimentadas a igual profundidad. A igualdad de clases de terrenos, iguales tipos de cimentaciones. A igualdad de hipótesis de cargas. iguales presiones sobre el terreno. El terreno no debe escurrirse lateralmente bajo el efecto de la presión. Si se producen modificaciones del terreno de cimentación por causa de acciones químicas, hundimientos, desecación, etc., es necesario que se repartan por igual en toda la obra . Con una sola de esas condiciones que deje de cumplirse, ya basta para que deban temerse asientos importantes y desiguales, que pueden ser muy peligrosos porque una pequeña diferencia que en ellos se produzca es suficiente para ocasionar la rotura de los cimientos y la formación de grietas. En tal caso, la reparación de esos daños es muy difícil y siempre ocasiona gastos considerables.
Asientos desiguales Prescindiendo de asientos y formaciones de grietas debidos a una disposición heterogénea de los estratos del terreno, siempre que hay superposición de presiones debajo de dos edificaciones vecinas son de temer asientos desiguales, incluso si el terreno es uniforme. También pueden quedar afectadas por asientos desiguales edificaciones distanciadas. pero que discurren paralelas entre sí, porque en el terreno, a partir de una profundidad aproximadamente
igual a la distancia que las separa, hay superposición de tensiones. Ambos edificios se inclinan entonces uno hacia el otro. De forma especial esto también ocurre cuando los edificios están directamente adosados entre sí. En tales casos, el comportamiento en cuanto a asientos depende sobre todo del tamaño de las edificaciones y de sus distintas épocas de construcción. Debajo de edificios antiguos el terreno se halla ya compactado. Si se Jevanta un nuevo edificio parcialmente sobre terreno ya compactado. el lado del mismo que descansa sobre terreno no compactado se asentará más pronunciadamente. Sólo en caso de que la masa del nuevo edificio sea substancialmente mayor que la del antiguo, la influencia de este último sobre el asiento dejará de ser apreciable. Entonces el edificio antiguo tenderá a inclinarse hacia el nuevo, con' la consiguiente aparición de grietas. Los edificios de forma alargada se comportan como edificios individuales adosados directamente. es decir, a consecu~ncia de la superposición de presiones, las tensiones que aparecen debajo de la parte central de la edificación son máximas, lo cua l puede determinar mayores asientos y, por tanto, daños en esta parte del edificio si el terreno, a pesar de uniforme, es sensible a los asientos. Rotura del terreno Cuando la carga crece , la presión sobre el terreno y el asiento aumentan no sólo verticalmente. A causa de la propagación de la presión, el terreno queda también comprimido lateralmente: debajo del bloque de cimentación se form a una cuña de terreno
ROTURA DEL TERRENO
INFLUENCIA RECiPROCA ÓE EDIFICACIONES PRÓXIMAS EN TERRENO SENSIBLE A LOS ASIENTOS
ROTURA EN UN TALUD
Dos edificios levantados simult'ne.amente se inclinan uno hacia el otro
ROTURA EN UN DESNIVEL BRUSCO Edificio
Precompactación escasa
Inclinación del edificio antiguo hacia el nuevo (da"os por grietas)
Edificio
compactado, la cual desplaza lateralmente el resto del terreno, lo comprime e incluso puede llegar a alabear su superficie . La seguridad contra la rotura del terreno crece con el peso específico y la resistencia a la cortadura del subsuelo, así como con el ancho de la cimentación y la profundidad de empotramiento de la misma , ya que cuanto más ancha es una cimentación a mayor profundidad actúa, y la carga lateral debida a la presión del subsuelo en el terreno circundante. aumenta con la profundidad de empotramiento. La elevación del nivel fréatico y la excentricidad de la ca rga disminuyen la seguridad a la rotura. Si ésta se produce en una pendiente o en un desnivel brusco del terreno, puede originar un corrimiento o deslizamiento de tierras.
Precompactactón grande -----;~
Presión admisible sobre e/ terreno
Asientos desiguales del edificio nuevo
6
Cuando se ha puesto bien en claro la naturaleza del terreno, se procede a determinar las presiones admisibles '- en las capas del mismo, situadas debajo del nivel de la sole ra de cimentación. La http://candelapro.blogspot.com.ar/
presión admisible en una clase de terreno siempre ha de ser t an sólo una fracci ón de su aptitud portante (carga de rotu ra por aplastamiento) . Cuando se reba sa esa aptitud portante, que corrientemente se denomina resistencia del terreno , ést e se rompe. Se produce un asiento brusco, el terreno se desplaza lateralmente y experimenta un empuje en torno de la obra . En las superfi cies de cimentación pequeñas el desplazamiento del suelo se hace más fácilmente que en las grandes. Las presiones admisibles dependen por lo ta nto también de la profundidad de la cimentación y de su anchura . Por otra parte, a ca usa de la propagación de la presión la magnitud del asiento aumenta , a igualdad de presión sobre el terreno, con el ancho de la cimentación, ya que las tensiones actúan a mayores profundidades. Por lo tanto, las presiones admisibles sobre el terreno no dependen solamen te de la natura leza de éste, sino también de la sensibilidad a los asientos de la obra. a edifica r, así como del ancho de sus cimentaciones y de su profundidad de empotramiento. La s presiones admisibles sobre el terreno se determinan según especifica la norm a DIN 1054, apartados 4 .2 . y 4 .3 . Se distingue entre "casos normales", para los cua les son suficientes los va lores tomados de las tablas, y casos en los que la presión admisible debe calcu la rse partiend o de un ao::tudio previo del asiento y la rotura del terreno. Estas determinaciones debe confiarlas el arquitecto siempre a especialistas muy experimentados. Compite al técnico en está t ica y -en casos diffciles- al especialista en mecánica del suelo la tarea de estudiar las circunstancias existentes con el fin de fijar la presión admisible sobre el t erreno y la configuració n correcta de las ci mentaciones. A veces puede mejorarse también la constitución natural del terreno por compactación m ecánica o por consolidación química. A contin uación se reproducen , extractados, las indicaciones que especifica la norma OIN 1054 para dete rminar las presiones admisibles sobre el terreno . En caso de carga vertical , la carga admisible debida a cimentaciones someras Queda limita da por los asientos o las diferencias de asiento Que la obra es ca paz de soportar, y por la seguridad contra la rotura del terreno, habida cuenta de la excentricidad e inclinación de las resultantes y de la velocidad de ca rga. En caso de carga oblicua debe existir además suficie nte seguridad contra los deslizamientos. Cuando se trata de casos normales. la carga admisible en cimentaciones someras (p lacas o fa jas) puede determinarse mediante los va lores de las tablas Que figuran en el apartado 4 .2. y no es preciso efectuar cálculo alguno re lativo a la rotura del te rreno. Sólo es necesario calCu lar el asiento cuando la influencia de cimentaciones próximas es grande. Cua ndo la s hipótesis expuestas en 4.2 . no se cumplen o son exced idas. debe rea lizarse un a comprobación más precisa . de acuerdo con el apa rtado 4 .3 .
4.2. Determinación de la presión admisible sobre el terreno. en casos normales, con auxilio de valores tomados de tablas Si las propiedades del terreno pueden ser estimadas de forma segu ra mediante reconocimientos del subsuelo , las presiones admisibles pueden ser determi nadas según se expone en los apartados 4 .2 .1. y 4 .2 .2 . siempre Que: al Las ca ra cterísticas del terreno sean aproximadamente uniformes por lo menos hasta una profundidad - por debajo de la base de la cimentación- igual a 2 veces el ancho de la cimentación. bl La cimentación no esté solicitada dinámicamente de modo preponderante o regular. e) El nivel máxi mo del agua subterránea se halle a una profundidad - por debajo de la base de la cimentación- que. en caso de terreno no cohesivo. sea por lo menos igual al ancho de la ci mentación , y en caso de terreno cohesivo , al doble de dicho ancho (véanse no obstan te apa rtados 4.2 .1.4 a y 4 .2. 2.3,). Si la profundidad de empotramiento al rededor de todo el bloque de simentación es superior a 2 m , la presión admisi ble puede incrementarse en la ca rga que representa el peso del terreno correspondi ente al exceso de profundidad sobre los 2 m . Caso de no cumplirse las hipótesis a) y b) , hay que proceder según se indica en el apartado 4 .3 .. siempre y cua ndo no se trate de roca .
4.2.1. Presión media admisible sobre terreno no cohesivo Estos datos son válidos para terrenos no cohesivos, según apartado 2.1. t .1., cuya compacidad sea co mo mínimo media. Nota : Esta condición debe decidirse de acuerdo con la experief'\Cia local, por medio de un sondeo o bien comprobando si el valor de la compaci-
dad
es > 0 ,3 en caso .de terreno uniforme (U< 3) o 0,45 en caso de terreno no uniforme ( U~) . Los símbolos tienen el sigu iente significado: n Volumen existente de poros. no Volumen máximo de poros determinado en el ensayo. ndVolumen mínimo de paros determinado en el ensayo. U Grado de no uniformidad. Si se suscita n dudas en cuanto a su ficiencia de compacidad del terreno, debe mejorarse ésta apisonando el terreno hasta Que se satisf aga la condición 0 > 0 ;3 o, respectivamente, 0 >0,45. De no proceder así, la presión admisible se determinará según el apartado 4 .3 . Por otra parte, los valores de las tablas 1 y 2 sólo son válidos para cimentaciones con so licitación vertica l (véase no obstante apartado
4 .2 .1. 4b).
4.2. 1.1. Obras sensibles a los as;entos (ver tabla 1) Para obras cuyas ci mentaciones no pueden asenta rse independientemente unas de otras, sino Que se influyen recíprocamente en el proceso de asentamiento a causa de la estruct ura sustentad a (edificaciones con apoyos estáticamente indeterminados, como por eje mplo casas de viviendas o est ablecimientos comercialesl. o pa ra aquellas en Que unos asentamientos desiguales pueden repercutir perjudicialmente o perturbar sus funciones, deben tomarse - considerando cimen taciones en fajas- las presiones medias admisibles sobre el terreno que figuran en la tabla 1.
TA BLA 1. TERRE NO NO CO NSISTE NTE Y OBR A SEN SIBLE A LOS AS ENTAM IENTOS Presión media admisible sobre el terreno (kg/cm 2 ) para cimentaciones en fajas con anchos de
Profundidad de empotramiento
m ,¡ 0,5 1 1.5 2 Para obras paqueñas véase apartado 4.1.1 , inciso 1.
0,5m 2
-
I 1 m I 1.5 m I 2m I 2,5 m I 3m 3 3,7 4,4 5
2.7 3,4 4
3,3 3,6 3,9 4,2
2,8 3,1 3,4 3,6
I
2,5 2,7 2.9 3,1
2,2 2.4 2,6 2,8
(con anchos a partir de 0 ,2 m y profundidades de cimentación a partir de 0 ,3 m)
Para valores intermedios debe hacerse una interpolación lineal en la tabla. las presiones indicadas pueden provocar asie ntos no superiores a 1 cm , en caso de ci mentaciones cuyo ancho no exceda de 1,5 m , o no superiores a 2 cm, en caso de mayores anchos de ci ment ación. En caso de notable influ encia reciproca entre cimen taciones próx im as, los valores de los asientos pueden aumentar. Para anchos de cimentació n comprend idos entre 3 y 5 m. los valores de la última colum na de la tabla 1 deben red ucirse en un 10% por metro de anchura adiciona l si tales cimentac iones se dimensionan orientativamente con auxilio de valores tomados de la tabla . Para anchos todavía mayores hay que procede r como indica el apartado 4 .3 .
4.2.1.2 . Obras no sensibles a los asientos (ver tabla 2) Para cime nta ciones en franjas cuyo asentamiento no repercute perjudicia lm ente en la estructura de la obra pueden emplearse los va lores de la
tabla 2. TABLA 2 , TERRE NO NO COHESIVO Y OBR A NO SENS IBLE A LOS ASI ENTOS
Profundidad de empotramiento
m
0,5 1 1,5
2 Para obras pequeñas véase apartado4. 1.1 , inciso 1.
Presión media admisible sobre el terreno (kg/cm 2 ) para cimentaciones en fajas con anchos de
0,5 m 2 2,7
3,4 4
I
1m 3 3,7 4,4 5
I
1,5 m 4
I
(7 5.4 6
2m 5 5,7 6,4
7
(con anchos a partir de 0 .2 m y profundidades de cimentación a partir de 0,3 m)
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7
Para va lores intermedios es preciso interpolar linealmente en la tabla . Los va lores indicados para un ancho de cimentación de 2 m pueden también ap licarse a anchuras mayores. Las presiones especificadas pueden provocar asientos de hasta 2 cm , en caso de anchos Qe ci mentación hasta 1,5 m, y asientos sensiblemente superiores en caso de mayores anchuras. En caso de notable influencia reciproca entre cimentaciones próximas, los va lores de los as ientos pueden experimentar un aumento.
. 4.2.2. Presión media admisible sobre terreno cohesivo Los valores que fig uran en las tablas 3 a 6 son válidos para' ci mentaciones en fajas sobre terreno cohesivo cuyo estado. rig ido, semidu ro o duro, no debe quedar afectado por las medidas constructivas. A efectos del estado de consistencia. véase en OIN 4022 , hoja 1, edición de noviembre de 1969, el apartado " Método para reconocer el estado del terreno (ensayo de consistencia)". Nota: El estado de consiste ncia de un terreno puede determ inarse " in sit u" de la forma siguiente: al Es fluido un terreno cuando , al apretar dentro del puño la materia de que se compone . se escurre entre los dedos. b) Es blando un terreno cuyo material se puede amasar fácilmente. c) Es rigido un terreno cuyo material resulta dificil de amasar. pero que permite todavía arrollar con la mano barritas de 3 mm de diámetro sin que se rajen ni desmenucen. d) Es semiduro un terreno cuyo material se raja y desmenuza al tra tar de arrollar con él barritas de 3 mm de diámetro, pero que todavía conserva su ficiente humedad para volve rlo a aglomerar en forma de bola. e) Es duro un terreno que está muy desecado y presenta, en general. una coloración clara. No se puede amasar su material, sino únicamente desmenuzarlo, y no es posible vo lver a aglomerar los terrones en una sola masa. En un terreno con estado de consiste ncia " rígido", la aplicación de los valores de las tabla s presupone que la carga de la cimentación aumenta sólo de forma gradual. Si la cimen tación se ca rga completamente en el transcurso de un breve interva lo de tiempo o el estado de consistencia del terreno no llega a rígido, la presión admisible debe. determinarse según se especifica en el apa rtado 4.3 y teniendo en cuenta la sobrepresión resultante del agua intersticial. Para terrenos cohes ivos en estado fluido y blando no puede indicarse a este respecto ningún valor de validez general. Por otra parte, los valores que figuran en las tablas 3 a 6 no son aplicables a clases de terreno donde sea de temer un colapso súbito de la estruct ura granular. como ocu rre por ejemplo en sedimentos de limo arcil loso. Los terrenos pueden clasificarse -por ejemplo , pa ra evalua r su conte nido de arena , limo y arcilla- mediante sencillos ensayos " in situ", siguiendo las instrucciones especificadas en OIN 4022 , hoja 1, edición de noviembre de 1969, apartados 7.2.4 y 7.2.5.
4.2.2. 1 Terrenos cohesivos frecuentes Las presiones indicada s en las t abla s 3 a 6 pueden provocar asentamientos de las cimentaciones que, segú n la clase de terreno y por orden creciente de magnitud, son los sigu ientes (véase apartado 2.3.1): Lino puro (ver tabla 3) Suelos de granulación mixta (ver tabla 4) Limo arcilloso (ver tabla 5) Arcilla (ver tabla 6)
2 cm
3 cm 4 cm 4 cm
En caso de notable influencia recíproca en tre cimentaciones próximas, .Ios valores de los asientos pueden experimentar un aumento. Para anchos de cimentación comprendidos entre 2 y 5 m, los va lores de las tablas 3 a 6 deben red ucirse en un 10% por metro de anchura adicional, siempre que tales ci men taciones se dimensionen aproximadamente con aux ilio de va lores tomados de las tablas 3 a 6 .
TABLA 4. SUELOS DE GRANULACION MIXTA. CON TAMAfilos DE GRANO A PARTIR DEL DE LA ARCILLA HASTA EL DE LA ARENA. GRAVA O PIEDRA (POR EJEMPLO. MARGA ARENOSA O DE CANTOS R()DADOS. BARRO DE ARRASTRES GLACIARESI.
Profundidad de empotramiento
Presión media admisible sobre el terreno (kwcm2) para cimentaciones en fajas con anchos de 0,5 a 2 m y terreno de consistencia
m
rlgida
0.5 1 1.5 2
1.5 1,8 2,2 2.5
semidura .
dura
2,2 2,8 3,3 3.7
3,3 3,8 4,4 5
TABLA 5. LIMO ARCillOSO
Profundidad de empotramiento
Presión media admisible sobre el terreno Ikg/cm 2 ) para cimentaciones en fajas con anchos de 0,5 a 2 m y terreno de consistencia
m
rlgida
0,5 1 1.5 2
1,2 1,4 1,6 1,8
I
semidura
du",
1.7 2,1 2,5 2,8
2,8 3,2 3,6 .~
TABLA 6. ARCilLA
Profundidad de empotramiento
Presión media admisible sobre el terreno Ikwcm 2 ) para cimentaciones en fajas con anchos de 0,5 a 2 m y terreno de consistencia
m
rígida
0,5 1 1,5 2
0,9 1,1 1,3 1,5
Isemidura
I
dura
1.4 1,8 2,1 2,3
2 2,4 2.7 3
Para profundidades de empotramiento distintas de las qu e figuran en las tablas 3 a 6, los va lores facilitados por éstas quedan complementados con los obtenidos por interpol ación lineal. Como adición a las tablas 3 a 6, en caso de pequeñas edificaciones (véase apartado 4 .1.1) sobre cimentaciones en fajas con anchos b ~O , 2 m y profundidades de empotramiento t~0 , 5 m puede contarse con una presión media admisible sobre el terreno de 0 ,8 kg/cm 2 .
4.2 .4. Presiones admisibles sobre terreno rocoso en caso de cimentaciones someras Si el terreno está formado por un espesor suficiente de roca firme y uniforme , las presiones sobre él pueden alcanza r -en caso de ci mentaciones someras- los valores especificados en la tabla 7, siempre y cuando
TA BLA 7. ROCA Presiones admisibles sobre el terreno (kg/cm 2 ) en caso de cimentaciones de superficie y para roca
TABLA 3. LIMO PURO
Profundidad de empotramiento
m
0,5 1 1.5 2 8
Presión media admisible sobre el terreno Ikg/cm2 ) para cimentaciones en fajas con anchos de 0 ,5 a 2 m y consistencia rlgida a semidura del terreno
1,3 1,8 2,2 2,5
Estructura de la roca no quebradiza, no erosionada o sólo poco erosionada Roca de estructura compacta y homogénea Roca en estratos alternados o con hendiduras
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quebradiza, o con claras sei'iales de erosión
40
15
20
10
dicha roca posea las propiedades detalladas en la tabla , esté garantizada una buena transmisión de las ca rgas a las capas más profundas y quede excluido todo menoscabo de las propiedades de la roca a ca usa de las medidas constructivas. Pu eden interpolarse va lores in termedios de acuerdo con las experiencias locales. Las presiones admisibles sobre el terreno deben fijarse en función del dictamen em itido por un Organismo competente en la materia cua ndo a) b) c) d)
la cla sificaciól'l del terreno como roca no está bie n cla ra. concurren circunstancias geológicamente complejas. la roca está sumam ente alterada. en pendientes, la inclinación de los estratos rocosos y de las hendidu ras de las rocas difiere muy poco de la del terreno. c) la superficie de la roca está inclinada más de 30°. f) se desea adopta r presiones superiores a las que figuran en la tabla 7.
También debe recurrirse siempre al dictam en de un organismo competente oficia l cuando no puede excluirse el peligro de una rotura del terreno, por ejemplo, al ci mentar en aristas rocosas.
4.3. Determinación de la presión admisible sobre el terreno por el estudio de los asientos y de la rotura l os va lores admisibles que figuran en las ta blas 1 a 6 pueden sobrepa sarse cuando los asientos que es lícito esperar de ellos no son pe rjudiciales y la segu ridad estát ica de la obra ha sido verificada con auxilio del cá lcu lo. Idéntica verificación debe llevarse a cabo cuando el terreno no cumple las condiciones especificadas en el apartado 4 .2.
decir, no solam ente las introducidas en el cálculo está tico) y en determinados casos la duración de su acción. Este coeficie nte de rigidez puede utilizarse entonces para ca lcula r el asien to previsible del edificio a levantar . ten iendo en cuenta su efecto de profundidad.
Heladas La temperatura del subsuelo a pocos m etros por debajo de la superficie del t erreno es constante (unos 7° C) e independientemente de las oscilaciones de la temperatu ra exterior con las estaciones del año. Las ca pa s superiores del terreno, por el contrario , se hielan cuando la temperatura del aire exterior cae por debajo de 0° C; la helada penetra t anto más profundamente cuanto más baja es la temperatura exterior, cuanto más largo es el período durante el cua l se m antiene y cuanto mayor es la conductibilidad térm ica del suelo. El agua del subsuelo se hiela entonces también y au menta de volu men en un 1/ 11 = 9%. HELADA EN TERRENOS COHESIVOS, SEGÚN BRESKOW
Contenido de agua
Sección a través del suelo helado
levantamiento debido a la helada l entes de h¡'elo aglutinan el 8gua circundante
4.3.1. Determinación de los asientos
Zona por encima del limite de helada
Para la verificación de los asientos remitim os a las recomendaciones que figuran en DIN 4019, hojas 1 y 2. Dada la exigua importancia (men cionada en el apartado 2.3 .1.2) de los esfuerzos de corta duración , en caso de terrenos cohesivos basta tener en cuenta únicamente, al determinar las ca rgas, las sobreca rg as perma nentes y las de probable larga duració n. En el cálcu lo de los asient os hay que considerar además las tensiones en el terreno provocadas por eventua les cimentaciones, obras y terraplenados vecinos .
Zona seca por debajo del limite de helada Contenido natural de agua en sistema capilar
4.3.2. Determinación de la seguridad a la rotura del terreno Para la determinación de la segu ridad del terreno a la rotura , en caso de cimentaciones someras, remitimos a las recomendaciones expuestas en DIN 4017, hoj as 1 y 2 ; para la comprobación de la seguridad contra la rotura en desniveles bruscos, véase DIN 4084, hoja 1. En caso de cimentaciones someras de gran profundidad de empotramiento (por ejemplo, cimentaciones en pozos) , no es preciso , por regla gene ral. veri. ficar la seguridad a la rotura del terreno. No hace falta tener en cuenta los reba jes o cavidades existentes dentro de la superficie del fondo de la cimenta ció n, siempre que pueda excluirse todo corrimiento del terreno hacia el interior de los mismos.
4.3.3. Pruebas de carga Pruebas de carga con objeto de determinar el coeficiente de rigidez del terreno sólo deben efectuarse en conexión con el estudio del terreno especificado en el apartado 3 . Se tendrá en cuenta a tal efecto DIN 4Q20. Es preciso tomar nota de la magnitud de los asientos y de su variación con el tiempo, tanto al cargar como al desca rgar el terreno. En todas las etapas de ca rga se esperará a la completa extinción del asentamiento. El coeficiente de rigidez se calcula entonces en función de los asientos medidos. Puesto que las pruebas de carga , a ca usa de su exiguo efecto de profundidad, sólo dan por regla general idea sobre el comportamiento de la capa superficial del te rreno, resulta .t otalmente inadmisible estab lecer una relación directa entre los asientos medidos durante las pruebas y los que experimentará rea lm ente la obra. Por el mismo motivo , sólo pueden utilizarse pruebas de carga para el cálcu lo de los asientos cuando es posible garantizar, como resultado de perforaciones, que la capa de terreno más sensible a los asientos es justamente la que se halla en la superlicie. En caso de pequeñas superficies de ca rga debe prestarse atenció n a un cedimiento lateral del terreno .
La manera de formarse el hielo y los efectos por éste producidos son diferentes según se trate de terrenos cohesivos o no cohesivos. En terrenos que contienen fra cciones arcillosas se forman , perpendicularmente a la dirección de la penetración de la helada, trozos de hielo con formas de lentes y de cintas que ocasionan leva ntamientos y corrim ientos de las capas del terreno. En terrenos sin cohesión, como son los de arena, gravilla y grava, los granos pétreos quedan envueltos individua lm ente en una cubierta o cáscara de hielo, con lo cua l ni siquiera terrenos de esta clase empapados de agua sufren levantamientos; por est a razón, en los terrenos no cohesivos la profundidad de cimentación puede disminuirse un poco. La base de apoyo de los cimientos debe esta r más abajo que el límite del terreno congelable. Este límite varía segú n las circu nstancias del clima de la localidad, y en Alemania oscila entre 1,30 m y 1,80 m. Las profundidades antes admitidas de 0 ,80 m y 1,20 m para dicho límite de conge lación han resultado ser demasiado escasas, como han permitido comprobarlo los du ros inviernos de 1928/ 29 y de 1941 / 42 , a costa de graves daños. Con respecto a la exigencia , formulada en DIN 1054, de que la base de la ci mentación debe hallarse al abrigo de heladas, se ve pues que la profundidad mínima allí indicada de 0 ,8 m por debajo del t erreno puede no ofrecer en gene ral su ficiente seguridad con tra las heladas. Si se da el caso deben relle narse las zanjas de cimentación y tapiarse las abertu ras de los muros de sótano ya durante la época apta para el trabajo, antes de que se produzca n las heladas.
4.3.4. Observaciones de asentamientos Como resultado de las mediciones según DIN 4107 de los asientos producidos en edificaciones próximas ya concl uidas, es posible sacar conclusio nes -a igualdad de naturaleza del terreno- sobre el comporta miento del terreno respecto a asentamientos y sobre la magnitud aproximada de los que son de prever. Con auxilio de los asientos medidos en diferentes épocas durante el levantamiento de dichas edificaciones y de los resultados suministrados por perfora ciones, puede calcularse también el coheficiente medio de rigidez pa ra las capas del terreno - eventua lmente de desigual constituc ión- sometidas a la carga adicional. Para ello deben conocerse no obstante las ca rgas efectivas de la obra (es
Excavaciones para cimientos Cuando se ha limpiado el solar, y se han arrancado árboles, malezas, etc., y se han cercado y protegido los árboles que deben ser conservados puede procederse al exacto replanteo de las líneas de la edifi cació n. Una vez seña ladas las tierras a excavar y marcadas con cord eles puede iniciarse la excavación.
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PERFIL DE LA EXCAVACiÓN SEGÚN DIN 4124
Ejecución de la excavación Se levanta primero la ca pa de humus o tierra vegetal depositándola en pilas o montones a fin de que no se mezcle con los materiales del desmonte. Los montones se coloca n en dirección Norte-Sur y se cubren, en verano, con ram aje o co n pellas de césped para protegerlos contra los rayos solares. Los trabajos de excavación se ejecutan actualmente, inclu so en ' caso de peq ueños proyectos. co n auxilio de máquinas: a este respecto se emplean excavadora s de cucha ra , niveladoras oruga . y también grúas y vehículos provistos de almejas o dispositivos de palas. Sólo se realizan todavía a mano los retoques posteriores o las estrechas franjas de cimentación bajo el fondo de la excavación general. Las fundaciones deben efectuarse sobre terreno inalterado. Por ello es a veces necesa rio , tras la excavación con máquinas, igualar la base de ci men t ación con arena o grava y co mpactarla cuidadosamente con el vi brador. En terreno despej ado suele abrirse la zanja con talud . Sólo en caso de profundidades no superiores a 1,25 m y segú n las circunstancias del terreno puede renunciarse al talud o al apuntalado de las paredes de la zanja. Para mayores profundidade s es preciso darles, según DIN 4124, los siguientes talude s, qu e varían con la clase de terreno :
T g
Ñ
" En vez de los mayores volúmenes ocasionados por el talud es más favorable entibar las zanjas
ESPACIO PARA TRABAJAR EN LA EXCAVACiÓN Ent ibación
Talud
a) b) e) d)
Terreno no cohesivo o de co hesión blanda Terreno cohesivo rígido o semiduro Roca ligera Roca pesada
45·
-i----y---
I-
60· BO· 90·
PAREDES DE ZANJA CORTADAS CON TALUD , CO N LAS CAMilLAS Y LOS CORDELES DEl REPLANTEO
Espacios libres para el t rabajo
J
50
¡
J 50
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nen un gasto desproporcionado es preciso entibar y apuntalar total o parcialmente las paredes de la excavación.
Entablados
Cuando se excavan a pala y pico zanjas más profunda s de lo que permite el lanzamiento directo de las tierras al exterior, se van dejando unas bermas o retallos de 50 a 100 cm de anchura a la altura conveniente para lanzar allí las tierras, protegiendo sus aristas con tablones para evitar el desmoronamiento de las mismas. Cuando no es posible dar talud a los paramentos de las zanjas, por ejemplo si se trata de zanjas en calles, o si la masa de tierras a remover resulta demasiado grande, entonces se apuntalan las paredes parcial o totalmente. Para levantar los muros exteriores de sótano es preciso dejar fuera de todo el contorno de la excavación un espacio libre de trabajo de 50 cm como mínimo. -Este espacio se mide entre el borde exterior del encofrado del sótano y el pie del talud (o el borde interior del revestimiento de la zanja , caso de haberlo), con objeto de garantizar la necesaria libertad de movimientos.
Se distingue entre entibaciones horizontales y verticales. La s entibÓllciones horizontales se realizan colocando, horizontalmente y en ~ontacto , tablones, uno debajo del otro, a medida que progresa la excavación. La entibación no debe quedar a menos de uno a dos anchos de tablón del fondo de la zanja , y debe asegurarse mediante estemples y codales, puntales o ancl ajes. Para terrenos de estructura suelta o bien bl andos, que no se sostienen e'n la altura de un tablón, se elige una entibación vertical. Con este objeto se hincan verticalmente en el terreno tablones de madera o planchas acanaladas, antes de iniciar la excavación. La profundidad de hinca por debajo del fondo de la zanja debe ser, en cada etapa de trabajo, de 30 cm como mínimo. Sólo en zanjas de cimentación estrechas y en minas es posible asegurar la entibación por medio de codales entre parede s opuestas. El uso de puntales merma el espacio libre, y ello tanto más cuanto mayores son el ancho y la profundidad de la zanja . Mediante una entibación entre pilote s previamente hincados es posible anclar el revestimiento en el suelo contiguo, por fuera de la zanja. En caso de zanjas abiertas de mayor profundidad, y especialmente en huecos entre edificios vecinos, es preciso disponer sistemas de apuntalamiento más resistentes.
Paredes de vigas y tablones Entibaciones Cu~ndo concu rren ci rcunstancias de ' terreno reducido -por ejemplo, en huecos en tre edificaciones o en alineaciones de calles- o en zanjas de gran profundidad donde, a causa de su volumen, los trabajos de excavació n y posterior rellenado supo-
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Esta entibación horizontal a base de tablone s o maderos escuadrados o rollizos dispuestos entre vigas de acero hincadas o eventualmente introducidas en perforaciones previas, se llama también " entibación berlinesa". Una vez concluidas las obras de cimentación, se quitan los tablones y se arrancan las vigas antes de proceder al rellenado y compactación del rell eno.
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ENTIBACiÓN BERLINE SA
ENTIBACIONES
Entibactó n
Anclaje por detrás
horizontal
de postes previamente hincados
~.
Postes andados por
.. . alambre
med io de ...
• .. " bridas o cepos
sólo es preciso vencer, además de la resistencia de punta , un exiguo roce de deslizamiento. En arena , grava o terrenos de ligera consistencia estos aparatos trabajan. pues, en caso de elevada velocidad de hincado (hasta 10m/ minI. bastante menos ruidosamente que los martinetes de golpeo o de caida libre. Una vez los tablestacados han cumplido su misión de estru ctu ra su stentante provisional, se arrancan de nuevo. Esto resulta tanto más dificil cuanto más largo es el tiempo que permanecieron hinca dos. Se recurre entonces al auxilio de dispositivos extractores de acción estática y dinámica, o al de arietes vibratorios.
Muros de pilotes de perforación Los mu ros de pilotes de perforación y los muros pantalla provocan las minimas molestias en cuanto a ruido y oscilaciones. Al contrario de cuanto ocurre con las entibaciones a ba se de revestimientos y t ablest acados, pueden dejarse incluidos luego, como elementos sustentantes, en la estru ctura de la obra a edificar. Según la disposición de los pilotes cabe distinguir entre : muros de pilotes tangentes muros de ' pilotes secantes muros de pilotos aislados con cierre intermed io.
Empotramiento mlnimo. 30 cm
Entibación vertical
Anclaje por detrás
Tab/estacados Los tablastacados de acero han reempl azado a los tablestacados de madera con juntas a tope o con ensambles, antiguamente en uso. Estos se introdujero n como consecuencia de la evolución de la entibación vertical aplicada a zanjas de cimentación afectadas por aguas subterráneas, donde se exigía una buena impermeabilización contra la afluencia de agua y el deslavado del
MUR OS DE PILOTES DE PE RFORACIÓN
terreno. Los tablestacados de acero son más resi stentes, pueden utilizarse varias veces e hincarse o arrancarse fá cilmente , a ca usa de su reducida sección. Junto a una mayor capacidad de carga permiten mayores longit udes, es decir, mayores profundidades de zanja al ser hicados en el terreno. Sus uniones garantizan una elevada estanquidad y una buena transmisión de esfuerzos entre los perfiles contiguos. Como aparellaje de hincado se emplean , según el caso y la naturaleza del terreno, martinetes de percusión rápida o arietes vibratorios. Con aparellaje vibratori o http://candelapro.blogspot.com.ar/
Pilotes secantes Los pilotes sin armar. hincados previamente . quedan recortados por pilotes armados
Pilotes tangenciales
Pilotes aislados con cierre intermedio
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Perf il de esquina larssen
TABlESTACAS DE ACERO spesordel
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perfil
4.5 · 26 mm
f-" no. lG-46 <m-l « la,-ssen») Dortmund·Hoe,-der Hüttenve,-e in A.G . Dortm und
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.. Perfil 11 « Kl oc.kner» KI Oc.kne,- We,-ke A.·G . Osnab,-üc.k
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Muros pBntBIIB Condición indispensable para la fabricación y la rentabilidad de muros pantalla es el empleo de un líquido capaz de sostener el
PROCESO DE CONSTRUCC IÓN DE MUROS PANTALLA
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« Peine» " Hültenwerke l/sede Peine A. G. Peine
Perfil de ramificadón ' Lorssen
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« K,-upp» Hüttenwe,-k Rheinhausen A. G. Rhe inhausen
Con esta finalidad se construyen grandes pi lotes de perforación, cuyo diámetro puede oscilar entre 50 cm y más de 2 m, que se dimensionan y arman de acuerdo con las exigencias estáticas de cada caso (presión del terreno, cargas del edificio, posibilidad de anclaje o de apuntalamiento, etc.). Además de estructuras de contención contra elevadas ca rgas de terreno y de cimertación a lo largo de zanjas profundas, pueden quedar ya como elemento sustentante y de fundam entación. La distancia mfnima entre el eje de pilotes y una alineación constructiva existente. técnicamente impuesta por la ejecució n a máquina de los grandes pilotes de perforación, es de unos 80 cm. Para más detalles sobre la ejecución de pilotes, véase p.ágina 20.
______
Placas acanaladas modelo " Kolner" Westfalen Hütte Dortmund Hüttenwerk Rheinhausen
• « Hoesc.h » Westfalenhütte A. G. Dortmund
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terreno mientras se excava en él la hendidura y durante el proceso de hormigonado. sin necesidad de revestimiento alguno. Igual que los muros de pilotes de perforación. también los muros pantalla pueden dimensionarse en cuanto a armadura y espesor (no inferior a 50 cm) de modo que permitan asegurar zanjas de prácticamente cualquier profundidad. Las hendiduras se excavan mediante cucharas especiales a través de la masa de líquido, cuya altura debe mantenerse siempre al nivel del terreno, y tras la colocación de la armadura se rellenan de nuevo por etapas. como en el hormigonado bajo el agua . El liquido expulsado por el hormigón es entonces aspirado y preparado para su nuevo uso posterior. Según el espesor y la altura de muro necesarios constructiva y estáti.camente, a medida que progresa la excavación es preciso ir asegurando el muro pantalla con codales o anclajes. Puede prescindirse de un recalce de construcciones contiguas con cimentaciones poco profundas. Un muro pantalla puede ejecutarse no sólo como elemento de cierre. de apuntalamiento y de sostén. sino tambien como elemento impermeable al agua a presión.
Liquidos dB sost8nimiBnto
con traviesas de gula
Quido cuya altura se mantiene al nivel del terreno. mediante una cuchara especial. hasta alcanzar la profundidad necesaria .
Proceso de hormigonado como el que se sigue para el hormigonado bajo el agua . con aspiración simultánea del liquido de sostenimiento
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Estos líquidos. ll amados también tixótropos. son suspensiones gelatinosas de arcilla o sustancias, como la bentonita , que se caracterizan por su elevada capacidad de expansión y de aglutinación en el agua. La presión hidrostática del líquido en cuestión contrarresta la presión ejercida por las capas de terreno al ser cortadas durante la excavación. Es importante adaptar la suspensión a un límite de fluencia que deberá elegirse en cada caso según la clase de terreno y el tamaño del grano. La suspensión sostiene el terreno a partir de un determinado tamaño de grano e impide el escurrimiento del mismo a todo su alrededor. Tan sólo mientras no se alcanza un estado fluctuante de equilibrio penetra todavía la suspensión más o menos profundamente en el terreno adyacente. Ello explica por qué este procedimiento puede aplicarse a toda clase de terrenos naturales y a la mayoría de terraplenados artificiales. El agua subterránea se tiene en c'uenta por medio del cálculo: la presión de líquido resultante de restar de la presión de la suspensión de bentonita la presión del agua subterránea . es la
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que se aplica al terreno sometido a sustentación. El agua subterránea en circulación puede tratarse a este respecto como estacionaria. La erosión provocada por esta agua en circulación eleva ciertamente el consumo de suspensión, pero no altera la estabilidad. Los liquidas de sostenimiento no sólo se usan en la construcción de muros pantalla. sino también en la de grandes pilotes de perforación sin envolvente y en la perforación de pozos grandes, a fin de reducir el roce entre el terreno y la envoltura que hay que hacer penetrar en él.
terreno. Sólo en caso de fosas estrechas es posible un apuntalamiento por codales entre paredes opuestas: en los demás casos las necesarias dimensiones de un tornapuntas de gran luz o apoyado contra el fondo restringen el espacio libre que una excavación mediante máquinas requiere especialmente.
SUJECiÓN MEDIANTE ANClAJES DE INYECCiÓN
Consolidación dal terreno En caso de terrenos no cohesivos, la consolidación química de los mismos constituye otra alternativa para la entibación de excavaciones y el recalce de cim~ntaciones poco profundas de edificaciones contiguas. Dada la estrechez de las parcelas interurbanas, la consolidación química permite un óptimo aprovechamiento del terreno disponible entre edificaciones ya existentes, incluso si hay que prever sótanos cimentados a cierta profundidad . Todos los terrenos no cohesivos permeables al agua pueden consolidarse mediante inyecciones qufmicas. Según la composición granulométrica del terreno se eligen distintos procedimientos (métodos Monosol, Monodur, de Joosten y de cementación): los productos quimicos o los cementos se introducen a presión en el terreno, debajo de las cimentaciones existentes, a través de tubos inyectores. Se forma entonces un bloque pétreo artifical· cuya forma , tamaño y resistencia en probeta cúbica óptimos deben determinarse ·previamente mediante un cálculo estático en cuanto los sondeos y ensayos de laboratorio permiten conocer las caracteristicas locales del terreno.
SOSTENIMIENTO Y CONSO LIDACiÓN DE UNA EXCAVACiÓN MEDIANTE lA CONSOLIDACiÓN DEL TERRENO
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Nivel antes de la consolidación
1I
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Nuevo fondo de la excavación
Terreno consolidado qulmicamente
Terreno inalterado
En el tran scurso de la excavación puede cortarse verticalmente el terreno consolidado situado debajo de las alineaciones de las edificaciones contiguas. Fuera de un apuntalamiento o anclaje eventuales, estáticamente puede prescindirse de cualquier otra entibación. Si se da el caso, los trabajos de recalce y entibación, a causa del aparellaje relativamente sencillo que requieren (comparado con el de los muros de pilotes o los muros pantalla). pueden ya efectuarse antes de la excavación de las plantas de sótano contiguas. Con respecto a la consolidación de excavaciones por consolidación del terreno sea dicho, no obstante, que en toda la zona de la base de la cimentación es preciso conservar o crear unas condiciones homogéneas de terreno, pues de lo contrario habrá que contar con desigua ldad de asentamientos.
Apuntalamiento y anclaje En caso de grandes profundidades de excavación y elevadas cargas suele resultar antieconómico dimensionar una entibación de modo que resista únicamente por su empotramiento en el
Perloradón con tubo envolvente
Inyección de la lechada de cemento y extracción del tubo envolvente
Introducción del elemento tensor
Colocación de la cabeza de anclaje y tensado del hilo metálico
Por el contrario, anclando el revestimiento en el terreno adyacente, la zanja Queda completamente libre. Introduciendo varias filas de anclajes durante el transcurso de la excavación, puede alcanzarse sin ningún impedimento prácticamente cualquier profundidad -respaldada por un c~lculo est~tico. El especialista en estática determina, en función de las circunstancias locales, el número y la longitud de los anclajes necesarios para contra rrestar de modo seguro la presión del terreno adyacente, así como impedir la rotura de éste en taludes o desniveles bruscos. Se distingue entre los llamados anclajes de inyección de aplicación transitoria y los de aplicación permanente (pilotes de anclaje), Que deben poseer ante todo una notable seguridad contra la corrosión. Para solicitaciones de corta duración y longitudes de anclaje hasta de m~s de 20 m se utilizan cables tensores flexibles de acero. La longitud de anclaje exigida por el c~lculo est~tico se perfora o hinca previamente, según la clase de terreno, pero siempre entubando el taladro. Tras i.n traducir los cables tensores y empalmar el tornillo tensor al extremo saliente de la entubación, se inyecta lechada de cemento en el taladro y se tira lentamente del tubo hasta que todo el trayecto portante de anclaje (4 a 6 m de cable) queda íntegramente inmerso en el terreno unido por el cemento. Tras unos 5 días de fraguado se efectúa hidraúlicamente el tensado de los cables. Los esfuerzos que ello determina en las cabezas de anclaje (hasta m~s de 50 ton) son transmitido directamente, a través de placas o bandas de refuerzo a la estructura de entibación y al terreno que debe sostenerse.
Agotamiento de zanjas Cuando las zanjas atraviesan la región de aguas subterráneas es preciso, o bien hacerlas estancas, en todo su perímetro y por debajo, a la entrada del agua , o bien tomar medidas para que el nivel de las aguas subterr~neas descienda pú debajo de la base de la cimentación. Cuando dicho nivel sólo es ligeramente inferior al de dicha base, basta a veces una impermeabilización lateral combinada con un sistema de agotamiento al descubierto, es decir, drenaje de la excavación e instalación de un pozo para bomba.
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Descenso del nivel del agua subterránea por medio de pozos con filtro tubular
en terrenos arcillosos: se rellena con gravilla el hueco entre el tubo- envolvente y el tubo filtrante ; se extrae el tubo-envolvente; se suspende, en su interior, el tubo aspirante con la válvula de retención; se conecta la bomba aspirante. Para profundidades de más de 3 a 4 m tienen que establecerse pozos escalonados. Cada escalón consta de varios pozos con filtro tubular y bomba aspiradora, dispuestos alrededor de la excavación y a la misma altura y que aspiran el agua subterránea haciéndola bajar 3 ó 4 metros. Entonces puede excavarse hasta esa profundidad, estableciendo en seguida un segundo anillo de pozos que permite rebajar el nivel del agua otros 3 ó 4 metros. Sin embargo, a partir de tres o más escalones este sistema de pozos ya resulta antieconómlCo. Para grandes profundidades es preferible casi siempre emplear pozos con una bomba sumergida accionada eléctricamente, que impulsa el agua bajo presión.
Mediante la instalación de un conveniente número de pozos con filtro tubular en torno de la excavación se hace descender el nivel del agua subterránea de 30 a 50 cm por debajo de la base de cimentación, con lo cual pueden hacerse en seco los trabajos de cimentación e impermeabilización. Se economiza así el trabajo de impermeabilización del recinto y de la base de la excavación y, además, se elude el peligro del esponjamiento e hinchazón del suelo del fondo . El descenso del nivel del agua subterránea sólo es posible cuando se trata de terrenos de estructura granular como arena, gravilla arenosa o gravilla . Mediante pozos con tubo filtrante y bomba aspirante para la extracción se puede lograr en general un descenso de 3 6 4 m en el nivel del agua , Para establecer un pozo de esta clase hay que efectuar los
siguientes trabajos :
Por medio de pozos de vacío
Se practica una perforación con un tubo que ha de servir de revestimiento o de envolvente (tal como fue ya descrito en el apartado " Estudio del terreno" ); luego se introduce el tubo filtrante ; se atornilla en su parte superior una alagardera de tubo de longitud suficiente para que sobresalga del terreno;
El agua subterránea que aflora en la arena fina o en el limo ya no circula m ás por efecto solo de la gravedad, sino que queda retenida por adhesión en los huecos existentes entre granos. Para ello es preciso practicar el vacío, con lo cual dicha agua es arrastrada hacia el tubo filtrante. Esto presupone una red de tuberías absolutamente estanca al aire. Puesto que al efectuar esta opera ción la arena fina se compacta más, el radio de acción y con él la separación máxima de los diversos filtros de vacío quedan limitados a 1 m aproximadamente, Los filtros tubulares para los pozos de vacio deben introducirse (por impulso hidráulico, no por perforación) hasta que el borde superior del filtro se halle aproximadamente 1 m por debajo de la solera de la cimentación.
POZOS CON FILTRO TUBULAR
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POZOS PROFUNDOS
POZOS ESCALONADOS
de chapa
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Por e/ectro6smosis
mero, dimensiones y profundidad deben estar de acuerdo con las ca ntidades de agua que se calcula han de extraerse. Para lograr una excavación bien seca. conviene disponer una ca pa de drenaje hecha con gravilla, escorias o materiales análogos, de unos 20 cm de espesor, encima de la solera de fondo de toda la excavación; a través de dicha capa puede escurri r el agua que cae en el interior de la fosa y pasar así a I pozo de agotamiento. El efecto de la capa de drenaje puede aún mejorarse mediante la inclusión, en ella , de tubos captadores o de drenaje.
Para suelos coherentes de poros todavía más finos ha sido desarrollado un método por electroósmosis, en virtud del cual el agua es puesta en circulación, no por depresión atmósferica o vacio como antes. sino por la "pendiente" de una corriente continua eléctrica hacia el cátodo Itubo filtrante de un pozo tubular). Según la naturaleza del terreno y la caída de tensión existente, el radio de acción puede alcanzar hasta 2 ,5 m. Sin embargo. este método resu lta caro y sólo se emplea cuando fall an los demás.
POZO DE BOMBA
Tubo de impulsión
Agotamiento al descubierto con pozo para bomba
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El agot amiento al descubierto mediante un pozo en el. que se coloca una bomba se utiliza en los caso s siguientes : Reducidas profundidades de descenso d el nivel del agua subterránea ; escasa infiltración de agua, o infiltración moderada : terrenos consistentes, acuíferos o de gra nulometría gruesa len los de arena fina , .no, por el peligro de las arenas movedizas). Al llevar a cabo la excavación se llevan sie mpre algo adela ntados los pozos de aspira ción de las bombas, para poder recoger en ellos las aguas que caen en aq uélla y ach icarias o agotarlas con las bombas según la ca ntidad acumulada . Est os pozos se disponen en forma de entrantes en el rec into d e la excavación. Su nú-
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15
Impermeabilizaci6n de las paredes de las excavaciones Las paredes de las excavaciones deben asegurarse suficientemente no s610 contra desmoronamientos, sino también contra la afluencia lateral de agua y la erosión del terreno, mediante una entibación estanca (como p. ej. un tablestacado, un muro de pilotes de perforación o un muro pantalla). Lo mismo vale para cercos de excavaciones realizados por el procedimiento de congelación en terrenos no estables y muy acuíferos. Estos cercos tomados de la minería , han dado buenos resultados, principalmente en caso de grandes profundidades, excavaciones estrechas y peligro de socavación de las capas de grano fino. Mediante la correspondiente disposición de perforaciones de congelación. análoga a la utilizada para inyecciones en el terreno, puede obtenerse un muro o bloque de congelación, autosustentante y hermético al agua subterránea . alrededor de la fosa a excavar.
IMPERMEABILIZACiÓN DEL FONDO DE LA EXCAVACiÓN SIN AGOTAMIENTO DEl AGUA Mediante consolidación qulmica del terreno
Por hormigonado bajo el agua de la placa de funda ción I
Cuanto mayor es la altura de agua, es decir, la inmersión en el agua subterránea, tanto más gruesa debe ser la capa de horm igón a colocar. Esto es válido para toda clase de 'cimentaciones sumergidas, expuestas al empuje del agua , independientemente de las cargas de la construcción y de la resistencia del terreno. Al hormigonar bajo el agua hay que tener en cuenta especialmente: que no penetre en la zanja ninguna corriente de agua , lo cual presupone la ejecución de un cerco estanco alrededor de aquélla ; que el nivel del agua subterránea dentro y fuera del terreno de la excavación tenga igual altura , pues de lo contrario la corriente que se producirla deslavarfa el hormigón y arrastrarfa el aglomerante; que el hormigón no tenga que caer o descender libremente en el agua, sino protegido por embudos. tolvas, cucharas o tubos que lo dejen depositado en el nivel debido; que la masa de hormigón, gracias a una adecuada composición granulométrica de los áridos y a la adición de una dosis suficiente de aglomerante y de materias que favorezcan la compacidad, resulte lo más compacta e impermeable posible ; que el agua , en la excavación, no sea extraída con las bombas hasta tanto que el hormigón haya fraguado y su endurecimiento sea suficiente.
Clases de cimentaciones
Inyección del terreno y excavación bajo el agua y a continuación en cada caso
Excavación bajo el agua y hormigonado bajo el agua
Aspiración del agua subterránea Impermeabilización del agua subterránea
Impermeabilización de la base de les excavaciones Según la profundidad y las dimensiones que debe tener la excavación, la composición del terreno y la afluencia de agua subterránea, habrá que estimar comparativamente si es más conveniente tomar medidas adecuadas para impermeabilizar la solera o bien drenar el terreno. Por consolidación del suelo En suelos de arena y gravilla con gran afluencia de agua subterránea , la consolidación de los mismos puede resultar económica y ventajosa no sólo para el sostenimiento de la excavación (véase página 13) al elevar la resistencia del terreno, sino para impermeabilizar el fondo. Esta consolidación es por otra parte compatible con otros tipos de cerco hermético de zanjas. El agua subterránea que se va acumulando en la excavación con este procedimiento se va extrayendo con bombas a medida que progresa la excavación. Por hormigón bajo el agua También es posible ahorrarse los costes que implica el agotamiento del agua si, tras ejecutar el cerco perimetral de la zanja , se procede a excavar y a sumergir en el agua una placa de fundación impermeabilizante, siempre y cuando, de todos modos, haya sido propuesto este tipo de cimentación. A medida que crece la profundidad de empotramiento aumenta también, a causa del empuje y de la presión del agua , el espesor necesario de la placa de fundación (inversión de la carga!. por lo cual este procedimiento se aplica ante todo en caso de pequeñas superficies o de sólo una moderada inmersión en el agua.
16
A través de las cimentaciones son transmitidas las cargas de la obra construida a terreno firme . Según la situación de este terreno firme con respecto a la base de la edificación es preciso ejecutar cl~taciones so ~o cimentaciones profundas. Cuando-una 06ra...descansa-drrectamente sobre terreno firme es posible edificarla sobre una cimentación somera. Cuando, por el contrario, sólo se encuentran capas de terreno firme de suficiente espesor a cierta profundidad. las cargas de la obra deben transmitirse a dichas capas a través de una cimenta~ión profunda . Si no es posible alcanzar capas de terreno firme mediante recursos económicamente sostenibles, la única solución que queda, y también la más cara, es la lIama dlu;Lmentació~ te. Esto deja bien claro de qué forma t; ;acusadaiñéiden sobre os costes de cimentación la naturaleza del terreno y la carga del edificio, y por qué a causa de ellos en muchos casos puede llegarse a poner en tela de juicio el lugar del emplazamiento e incluso el propio proyecto.
Materieles pera cimentaciones Los bloques de cimentación se encuentran bajo la acción permanente de la humedad y en muchos casos bajo la acción de subtancias quimicamente agresivas. Para cimientos sencillos se emplean principalmente hormigón apisonado (a profundidad sin peligro de congelación), bloques de hormigón ordinario, piedra natural. ladrillo muy bien cocido, clinker y bloques de cal y arena . Las obras de fábrica de ladrillo ordinario (MZ 100 y MZ 150) " se pudren", es decir no se conservan bien con la humedad. Los aglomerantes que se empleen tienen que ser hidráulicos. porque tienen que fraguar y endurecerse bajo la acción de la humedad y, con frecuencia. dentro de agua . Cuando se trata de mampostería u obra de fábrica con una humedad normal , basta un mortero de cal hidráulica o de cal y cemento. Para trabajos debajo del agua solamente debe emplearse mortero de cemento solo (cemento portland).
Cimentaciones someras Con excepción de la roca , la capacidad de carga del terreno es por lo común inferior a la del material de construcción sustentante. Por este motivo es preciso repartir sobre una mayor superficie de terreno la carga de la obra a soportar mediante ensanchamientos en forma de zapatas o losas de cimentación
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situadas debajo de los muros y la estructura sustentante. A causa de ello se las llama , además de " cimentaciones planas", " cimentaciones de superficie·'. Según las condiciones del terreno, la estructura de la obra y la carga que representa , para la tran~misión de la carga a terreno directamente alcanzable cabe distinguir las siguientes cimentaciones someras : Cimentaciones en fajas , bajo muros. Cimentaciones aisladas, debajo de pies derechos y máquinas. Cimentaciones en forma de losas o placas y emparrillados para mejorar la repartición de las cargas.
DETERMINACION DE LA ALTURA DE lOS CIMIENTOS DE HORMIGÓN APISONADO
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I Anchura
Na
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Carga del edificio (p)
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de pared de1 sótanos
Angula de reparto de la presión
PJ,
FIG. TI · SO
8ase de la cimentación En la ejecución de la base de las cimentaciones someras hay que tener presente: la base no debe quedar expuesta a heladas, es decir, que según las condiciones locales de peligro de que se produzcan tiene que enterrarse por lo menos de 80 a 150 cm por debajo el nivel del terreno. Durante el período de construcción correspondiente es preciso, en casos dados, tomar medidas especiales de aisla-
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Cimiento horm igonado
Anchura calculada para los cimientos
Ancho del cim iento (cm) =
PROFUNDIDAD DE CIMENTACiÓN MfNIMA EXENTA DE HELADAS INDEPENDIENTE DEl TERR ENO Y DE LA FORMACiÓN DEL SUBSUELO.
miento en la zanja excavada y todavía por llenar. La base de cimentación es normalmente horizontal; sólo cuando sobre la obra actúan esfuerzos horizontales importantes se inclina perpendicularm ente al esfuerzo resultante de las cargas, con objeto de elevar la seguridad al deslizamiento (muros de contención). Sobre un terreno en pendiente es posible escalonarla , con objeto de reducir la excavación, siempre que ello permita la utilización del sótano. Lo propio es válido también cuando el suelo firme no está dispuesto horizontalmente debajo del terreno. Por regla general se dispone debajo de la base de la cimentación propiamente dicha una capa " de limpieza" de 5 a 10 cm de espesor por ejemplo, hormigón magro, capa plana de ladrillos o vertido compactado de arena y gravilla), como seguridad contra el debilitamiento de la sección y el ensuciamiento procedente del terreno.
Cimentaciones en fajas yen bloques aislados
l por m. l. ; F (c.m )
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J _ 100
Superficie de cim iento Cclrga del edificio p (kg) Presión del terreno "aJm (kg fcml)
cáreos) y mortero de cemento portland, = 45°. Por razones prácticas se adopta como altura mfnima de los cimientos de hormigón la de 30 cm aproximadam·ente (que viene a ser la de una capa apisonada). Para alturas mayores de cimientos se da forma escalonada a las caras de los mismos, teniendo en cuenta el ángulo de reparto de las presiones. Los cimientos de hormigón apisonado, la mayor parte de las veces pueden hormigonarse sin necesidad de encofrado. Se cortan bien verticales las paredes de las zanjas de cimientos y se va hormigonando por capas no mayores de 30 cm . Si las paredes tienden a desmoronarse o bien en el caso de tener que escalonar los cimientos es preciso usar encofrados. Es posible un ligero ensanchamiento de los cimientos, si el terreno es firme , introduciendo la obra por debajo. El escalonamiento en el caso de fábrica de ladrillo macizo se hace a 45°. Cuando, a pesar del escalonado, el bloque de cimientos resulta demasiado grande todavia, serán más económicas las placas o losas de cimentación. Los cimientos hechos según fajas, no es necesario que tengan que descansar, en toda su longitud, a la misma profundidad si el terreno de cimentación que ha de soportar las cargas presenta desigual comportamiento superficial ; en tales casos pueden hacerse escalonamientos verticales en la cimentación. Cuando los trabajos de cimentación tienen que interrumpirse, es conveniente cortar en escalones la junta vertical con objeto de lograr un buen enlace, además de colocar algunos hierros de
EN CASO DE CARGA EXC~NTRICA SOBRE LA CIMENTACION. UNiÓN RESISTENTE A LA FLEXiÓN CON LA PARED QUE DESCANSA SOBRE SU EXTREMO
las cimentaciones en fajas se aplican normalmente a muros, y las en bloques aislados a pies derechos. Las secciones pueden ser rectangulares, escalonadas o estrechadas cónicamente. La anchura de los bloques de cimientos está en relación con la carga que han de soportar, la resistencia a la compresión del material y la presión admisible sobre el terreno (DI N 1054). De todos modos, hay que tener en cuenta las profundidades de cimentación, las superficies edificadas, el asiento admisible, etc., tal como se trata con detalle en " Presión admisible sobre el terreno". Cuando la anchura necesaria para los cimientos es conocida, la altura de los bloques de cimentación se determina como sigue: El ángulo de reparto de las presiones en la obra de fábrica hecha con mortero de cemento y cal en la obra de hormigón apisonado es = 60°; en la obra hecha con ladrillos de cal y arena (silicocal-
Tracción
Compresión
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17 $chmitt - 2
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CIMENTACIONES EN FAJAS Y EN BLOQUES AISLADDS
armadura. Antes de reanudar el hormigonado se limpian las superficies de unió n y se embadurnan con lechada de cemento. La s ci mentaciones que sobresalen de la obra por un sol o lado deben estar siempre unidas de forma rígida a la flexión con la pared que descansa sobre su extremo, con objeto de p reve nir todo posible ladeo y con él el peligro de asientos a causa de una desigualdad de tensiones en la solera. Por lo demás, uniendo todas las fajas de cimentació n formando un emparril lado y enlazando éste co n los muros de horm igón armado que van encima se puede aumentar la rig idez, con el fin de fo rzar unos asentamientos uniformes.
Fábrica de mamposter[a con mortero hidráulico
de cal o cemento
Cimientos de losas o placas Se usan : cuan do la base de cimientos calculada resulta de tal anchura que la tran smisión de la carga vertical a 45 0 (para la distribución uniforme sobre el terreno ) implica una profundidad excesiva ; cuando son previsibles asientos irregulares por ser el terreno de estratificación desigual ; cuando hay que const ruir un edificio en terreno flojo de gran espesor y una cimentación sobre pilotes ríg idos implicaría un gasto excesivo por la exagerada longitud de los pilotes. Es posible redu ci r el asiento con una cimentación de placa o zampeado sobre un e mparrillado de p ilotes fl ota ntes.
Fábrica de ladrillo normal
o recocido con mortero de cemento. Como mlnimo 5 hiladas
en lecho de mortero
Hormigón apisonado Sn 50 Ó 8n 100 Losa de fundación
sobre terreno firme
Capa de ~~i eza , por lo gene ~1!!I1 s610 en caso de hormigó Q,.armado
HORMIGÓN APISONADO ESCALO NADO
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PARA CIMENTACIONES DE GRAN ALTURA
HORM IGÓN APISONADO ACHAFLANADO
Anclar el encofrado c,ontra el empuje
hacia arriba
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PLACA O LOSA DE HORMIGÓN ARMADO Capa de base según DIN 1045
HORMIGÓN ARMADO ACHAFLANADO Dimensionado armado según la masa mlnima posi·
ble estáticamente.
18
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Con este tipo de cimentación , la carga total del edificio se reparte sobre una p laca de horm igón armado que la t ransmite a la superficie total del terreno y de este modo pueden evita rse o reducirse asientos importantes y' desiguales. Mientras exista en las edificaciones el peligro de que pu eda n producirse asientos a consecue ncia de haber cedi do alguna capa blanda del terreno situada inmedia tamente debajo de la obra. con tendencia a escurrirse la teralmente, puede alcanzarse cierto grado de seguridad hincando un recinto de tabl estacas ensambladas. La s placas o losas de ci mentación , en co ntraposició n a las de forjado , lleva n una armadura principal en la parte superior pa ra con tra rresta r la cont ra presión de l terreno y el empuje del agua subterránea, y una armadura inferior, debajo de las paredes portantes y pies derechos, para excluir en lo posible la producción de flechas desiguales. Mayores luces exigen mayo res espesores de losa o bien la colocación en la parte superior de nervadmas de rig idización. Se consig ue la máxima rigidez co n poco consumo de materia l procediendo de modo análogo a los forjado s de piezas huecas, es decir, envolviendo en hormigón un sistema de piezas huecas o piezas de relleno.
Vertidos de arena, grava y piedra En aguas subterráneas, suelos pantanosos u otros terreno s no resistentes con co mponentes perjudiciales para el hormigón, puede conferirse al terreno mayor firmeza o reducirse la profun didad de ci mentac ión propiamente dich a mediante un vert ido de arena, g rava o piedra. Se excava la porción de terre no inadecuado y se reemp laza por el vertido o relleno. En terreno blandos y en caso de agua subtehttp://candelapro.blogspot.com.ar/
VERTIDO DE ARENA
5.2.3. En caso de grupos de pilotes. la su ma de los esf uerzos de compresión no debe constituir para el terreno una carga superior, por término medio. a la que se ría admisible para una cimentación some ra situada a la profundidad competente para contrarrestar dichos esfuerzos. A este respecto la resistencia del terreno bajo la punta de los pilotes debe estimarse de acuerdo con las directrices que figuran en los aparta -
dos 3 y 4.
~w;,~~~=----- --Por debajo del nivel máximo de agua subterránea
Por encima del nivel máximo de agua subterránea
5.2.5. Los pilotes de cimentación deben cargarse preponderante mente en la dirección de su eje. Hay que comprobar la transmisión de las cargas de la obra a los pilotes. Las uniones deben configurarse cu idadosamente. 5.2.7. Los pilotes deben estar hincados a profundidad suficiente y en terreno firm e (por ejemplo. en caso de terreno de grava y arena en capas semicompactas o compactas bastan en general unos 3 ml. a menos que por otros motivos no sea necesaria una mayor profundidad de hinca o bien , en terrenos muy compactos o firmes, baste o sea recomendable una más pequeña.
CIMENTACiÓN RIGIDA DE PRIMER ORDEN
l rránea es preciso proteger previamente el vertido de todo desplazamiento lateral mediante tablesta cados. Los vertidos de piedra en bruto en terrenos pantanosos y en agua al descubierto se hunden por su propio peso hasta encontrar un fondo resistente.
Capas de terreno no firme . sin aptilud portante
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Cimentaci6n sobre pilotes
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Cimentaciones profundas Cuando el terreno firme para cimentar se halla a mucha profundidad se tratará previamente de llegar a esa capa por medio de pilotes o de pozos. Al cimentar sobre pilares, que es un tipo de cimentación muy antiguo, la excavación y entibación de las zanjas y pozos, así como la construcción de los pilares, ocasionan elevados gastos. Por consiguiente, hoy día se prefiere la cimentación sobre pilotes o mediante pozos.
Carga
\ozamiento con la superfi(. i ~ latera l
/\ / \ / \ Capas de terreno firme de gran espesor
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Presión sobre la punta
CIMENTACiÓN RIGIDA DE SEGUNDO ORDEN
Se diferencian en esta clase de cimentación dos tipos: la [emailprotected]ígjQ¡¡ (que puede ser de primer orden o de segundo orden) y la cimentación flotante . En la cimentación rígida de mjm.e'-Ofaen, las puntas de los pilotes se clavan en una capa de terreno firme . por debajo de la cual no hay ya más capas de terreno blando o f lexible . Este tipo de cimentación es la mejor y más segura de todas las cimentaciones sobre pilotes. Las fuerzas de sustentación actúan principalmente sobre la punta del pilote (pilotes de punta comprimida), y en cuantia mucho menor mediante el rozamiento de la superficie lateral del pilote con e'!-terreno. 'USe dice que una cimentación sobre pilotes es flotante cuando los \ pilotes no se apoyan sobre ningún terreno firme , sino que permanecen sostenidos sólo por el rozamiento en capas de terreno fuertemente compresibles. En esta clase de cimentaciones hay que contar siempre con asentamientos de larga duración. Por ello se deben hincar los pilotes lo más profundamente posible en el terreno blando. La experiencia demuestra que los pilotes cuya longitud es menor que la anchura de la obra no soportan su ca rga. Las cimentaciones con pilotes flotantes deben evitarse si es posible. De todos modos se emplean cuando las capas blandas se vuelven más firmes y resistentes a medida que crece la profundidad, con lo cual cabe esperar asentamientos más reducidos que en caso de una cimentación somera.
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Carga
Capas de terre no no firm e, sin aptitud !)ortante
Capas de terreno f irme pero de poco espesor Capas de terreno no firme la superf icie laleral
Capas de terreno firme de gran espesor
¡" r~\ Presión sobre la punta
CIMENTACiÓN FLOTANTE
1 Carga Capas de terreno no (irme de gran espesor
Dimensionado de cimentaciones sobre pilotes Extracto de la DIN 1054: 5.2.1. Las cimentaciones sobre pilotes deben dimensionarse generalmente de modo que las ca rgas verticales de la obra sean transmitidas al terreno sólo a través de los pilotes. Las ca rgas horizontal es importantes pueden con tra rrestarse. no sólo inclinando los pilotes (pilotes inclinados. grupos de pilotes). sino también mediante dispositivos de anclaje puestos de pl ano (como por ejemplo pilotes. placas o muros de anclaje) y. en casos especia les, dando a los pilotes una configuración rígida a la flexión: A este respecto hay que tener en cuenta todos los posibies sp. nti· dos de desplazamiento horizontales. http://candelapro.blogspot.com.ar/
Rozamiento con la superficie laleral
/ \ / \ 19
Debe procurarse que la profundidad de cimentación sea 10 más regu lar posible. Si no se puede evitar un escalonamiento de pilotes contiguos en cuanto a profundidad. los pilotes más profundos deben hincarse antes de los menos profundos. 5.2 .10. Los pilotes aislados deben estudiarse con respecto a su seguridad contra el pandeo. para lo cual las longitudes expuestas a pandeo y las condiciones de apoyo deben tomarse correctamente . Incluso las capas de terreno pastosas contribuyen a impedir el pandeo.
5.3. Influencias determinantes sobre la resistencia de los pilotes La resistencia de un pilote depende la clase de terreno y de sus propiedad.es, de la existencia de agua subterránea: de la longitud de hinca en las capas firmes, del espesor de las capas de cubierta , de la forma y superficie de la sección del pilote, del material del pilote. del estado de la superficie lateral y de la configuración de la punta del pilote. de la posición del pi lote y de la distancia a los demás pilotes, asf como de la manera de hincarlo. También es preciso tener en cuenta , según el caso, las influencias del tiempo, del rozamiento negativo lateral , de la carga lateral por unidad de superficie y de la solicitación dinámica.
5.3.1. Influencia del tiempo La capacidad sustentante de pilotes hincados. a la cua l con tribuye de modo preponderante el rozamiento lateral. puede aumentar todavía mucho tiempo después del hincado, especialmente en terrenos de arena fina , limosos o arcillosos.
5.3.2. Rozamiento negativo lateral Un pilote puede quedar sometido a una solicitación adicional a causa del rozamiento negativo lateral , cuando las capas superiores del terreno se asientan. La acción del rozamiento negativo sobre la obra puede disminuirse dando la correspondiente configuración a los pilotes y eligiendo mayores distancia s entre ellos.
5.3.3. Influencia de la carga lateral específica Si en las proximidades de una cimentación de pilotes se dispone ~ rregu larmente so_bre una capa de terreno blando, por encima del subsuelo firme. una carga de cierta extensión superficial (algo así como un terraplenado). pueden propiciarse movimientos horizontales del terreno blando. En tal caso los pilotes quedan además sometidos a flexión.
5.7. Partiendo del comportamiento de los asentamientos Al dimensionar los pilotes hay que tener presente que el asiento de un grupo de pilotes puede ser mayor que el de un pilote aislado. a igualdad de carga en cada pilote. Por consiguiente. la carga unitaria admisible para los pilotes de un grupo puede ser más reducida que la aplicable a un pilote aislado. En cimentaciones sobre pilotes flotantes, los asentamientos se producen lentamente. Lo propio sucede, si bien en menor escala. en cimentaciones de pilotes rtgidos sobre terrenos cohesivos de consistencia aproximadamente semidura y de elevada plasticidad. En consecuencia , el ensayo de carga del pilote no da en tales casos , habida cuenta de la duración corriente del mismo, ningún indicio su ficien te sobre la magnitud de los asentamientos que cabe esperar transcurrido un tiempo mayor. El ensayo de carga debe complementarse entonces mediante un cá lculo de los asentamientos producidos en las capas comprensibles del terreno cargadas por el pilote o el grupo de pilotes, de igual modo que se procede con las cimentaciones someras.
Confección de p ilot es Según la manera de confeccionarlos o fabricarlos , los pilotes pueden ser prefabricados y hormigonados en obra ." Pilotes prefabrica dos Los pilotes de madera de los palafitos constituyen la forma más antigua de pilote prefabricado. Actualmente se construyen por regla genera} pilotes de acero o de hormigón armado de elevada capacidad sustentante y muy resistentes a la putrefacción y al ataque de parásitos. los cuales se hincan a golpes o a presión, se introducen al chorro de agua o se atornillan en el terreno. Las trepidaciones producidas al hincar pilotes con el martinete pueden provocar asentamientos y grietas en edificaciones o vías férreas vecinas. Las hincas de pilotes deben ir precedidas de perlo-
PILOTES PREFABRICADOS DE HINCA
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5.3.4. Influencia de solicitaciones dinámicas Oscilaciones o trepidaciones importantes pueden provocar una disminución de la capacidad portante de los pilotes o un aumento de los asenta mientos.
Zuncho para hincar Sacar las " pelucas" cada vez
perforación IDIN 4014}; b) el terreno firme no esté formado por lo menos de un espesor suficiente de terreno no coherente en capas lo bastante co mpa ctas . o de terreno coherente aproximadamente semiduro ; e) al hincar los pilotes a la profundidad prevista surjan dudas en cuanto a su capacidad portante. La resistencia de los pilotes que trabajan a tracción y de los pilotes de anclaje debe verificarse siempre -prescind iendo de casos de exigua solicitación- mediante cargas de ensayo (según DIN 4014 y DIN 4026 ). Constituyen una excepción los pilotes hincados que trabajan a tracción.
Esooba d e alambre
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5.5. Partiendo de valores experimentales Cuando las condiciones del terreno no son complicadas y se trata de Itipos de pilote frecuentemente usados. son válidas las cargas qu e figuran en DIN 4014 (pilotes de perforación) y en DIN 4026 {pi lotes hincaPunta del pilote
5.6. Partiendo de procesos de cálculo La carga admisible sobre pilotes no puede determinarse en general con auxilio de procesos de cálculo empíricos o basados en la Mecánica del Suelo. Sólo pueden admitirse sistemas empiricos cuando están acreditados a la luz de experiencias locales realizadas bajo presupuestos exactamente establecidos o pueden considerarse como fidedignos por comprobación mediante cargas de ensayo. Para fórmulas relativas a hincado. véase DIN 4026, sección 9 .2 .
20
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según DIN 4026.
En cimentaciones sobre roca, las presiones calculadas para las superficies sustentantes del pilote pueden sobrepasa r los valores de la tabla 7 (véase página 8) hasta en un 100%. Dentro de lo posible el pilote debe hincarse por lo menos 0 .5 m en la roca.
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5.4. Carga admisible sobre pilotes deducida de ensayos Caso de no disponer de resultados comparativos que sivan de orien tü ción, los pilotes que trabajan a compresión se someterán a ensayos de carga siempre que. a) deban sostener una carga superior a la que toleran las normas sobre carga admisible de los pilotes de hinca (DIN 4026) o de los pilotes de
dos}.
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Hormig6n pretensado sistema Holzmann
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Pie del pilote posthormiganado
raciones de exploración hechas con todo cuidado para precisar la posición exacta de las capas firmes del terreno que quedarán debajo de las edificaciones Que hay que constrt;lir. Si no se conocen bien todas las irregularidades de la capa de cimentación, hay que contar con que no todos los pilotes llegarán a apoyarse en el terreno firme y en consecuencia habrá Que lamentar luego asientos nocivos para la obra. La cimentación sobre pilotes está también condenada al fracaso cuando las puntas de los pilotes tropiezan con grandes trozos de roca o con capas duras intermedias de escaso espesor.
Pilotes de madera En la actualidad sólo rara vez se emplean. Tienen el inconven.iente de Que es preciso Que Queden siempre sumergidos en agua si se Quiere evitar la putrefacción de la madera . En cambio, en esas condiciones son de gran duración, como lo prueban obras hechas hace siglos, cimentadas sobre pilotes de madera . Hace sólo algunos decenios que se han producido deterioros en esas cimentaciones por causa del descenso del nive l del agua subterránea.
Pilotes de perforación o barrenados Con respecto a los pilotes de hinca , los pilotes de perforación hormigonados en obra ofrecen nuevas ventajas. Ante todo , sólo exigen como aparato de perforación un sencillo caballete tripode. sin necesidad de pesadas mazas. Se evita toda trepidación del terreno, por lo cual los pilotes de perforación pueden ser empleaaos en las inmediatas proximidades de los edificios. Mediante el empleo de aparatos perforadores especiales es, incluso, posible colocar pilotes en sitios de espacio limitado, como p.ej. en sótanos o bodegas para la construcción de cimentaciones basadas en ellos. SISTEMA SIMPlEX
Pilotes de acero Raras veces se recurre a su empleo a causa de su elevado coste. Como secciones se emplean normalmente tablestacas de doble pared (perfil Peiner, perfil de cajón) o tablestacas de pared sencilla.
Pilotes de hormigón armado Pueden soportar más carga que los de madera y tienen , como los de acero, la ventaja de que la profundidad de su introducción en el terreno no depende en manera alguna del nivel de la capa de agua subterránea. Se fabrican macizos o huecos y en diferentes longitudes. Únicamente hay que tener en cuenta el peligro del pandeo cuando están hincados en terrenos de fango , pantanosos o de naturaleza blanda parecida. Con los pilotes de hinca de hormigón armado existe el peligro de que por el transporte y' la hinca se formen grietas capilares por las cuales pueden penetrar agua ácidas o salinas capaces de corroer las armaduras. Para aminorar el riesgo de grietas dur~nte los procesos de transporte e hinca, los pilotes suelen construirse hoy día de hormigón pretensado; cuando se trata de grandes dimensiones se prefabrican huecos, y en- varias piezas. Así, por ejemplo, en la cime.nta:.. ción del puente de Maracaibo se utilizaron pilotes huecos de hasta 60 m de longitud, con un diámetro exterior de 91,4 cm.
Hinca del tubo pilote
Terreno firme de cimentación llenado y apisonado del hormigón mientrQS va extrayéndose el .tubo-Pllote
SISTEMA FRANKI
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Pilotes hormigonados en obra Se ejecutan, por el contrario, en el propio terreno. en un agujero previamente practicado por medio de hinca o perfora ción. Ofrecen ante todo la ventaja de poder ajustar sus dimensiones de acuerdo con la resistenci a a la hinca o con el estado de las capas perforadas; por otra parte, queda suprimido el dificil transporte de los pilotes prefabricados. Los diferentes sistemas de fabricación de estos pilotes tienden a conseguir un aumento de la capacidad portante : Mejora de la capacidad portante del terreno situado debajo de la punta del pilote por compactación o consolidación. Fresado de una zapata. Inyección del hormigón de relleno a alta presión para crear una zapata y una superficie lateral de pilote abotagada , con lo cual al propio tiempo queda compactado el terreno circundante. Gracias a la zapata y a la presión ejercida por el pozo del pilote contra el terreno se obtiene la posibilidad de utilizar pilotes no solamente como elementos de apoyo, sino también como elementos pretensa dos aptos para tracción .
Pilotes hormígonados en obra hincados o introducidos a presión A tal efecto se hinca a golpes o a presión un tubo funda provisto de punta de pilote o de tapón de hormigón, con lo cual se obtiene el agujero para el pilote y el sostén del terreno. Este queda entonces compactado bajo la punta del pilote y empujado lateralmente . Introduciendo finalmente hormigón apisonado en el hueco y tirando simultáneamente del tubo funda se logra un rozamiento periférico substancialmente mayor que el que proporcionan los pilotes prefabricados hincados.
El lapón de hormigón arrastra con él el lubo-funda y lo hace penetrar en el lerrenn
Terreno firme de cimentación
El tubo-funda se mantiene fijo y el horm igón de relleno es apisonado nuevamente
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Apisonado del hormigón del ;>ilote al mismo tiempo que le extrae el fubo-funda
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Aire comprimido
SISTEMA BRECHTEL
Colocación de la pieza obturadora cuando el tubo pilote ha sido introducido hasta el terreno firme de cimentación
Tracc ión sobre la pieza obturadora a fin de lograr una obturación perfecta del tubo pilote impidiendo la entrada de agua
Embudo para el relleno con hormigón \ Caperuza '.j¡ de presión
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Expulsión del agua por medio de aire comprimido
Aire comprimido
Armadura
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nivel de aguas subterráneas. Entonces se vierte el hormigón mediante un embudo, siguiendo el procedimiento de hormigonado submarino, o bien se bombea el agua de la entubación durante el proceso de hormigonado. En caso de pilotes de hormigón comprimido, tras la introducción de la armadura y la colocación de una caperuza de cierre se expulsa el agua del agujero por medio de aire a presión. Al propio tiempo el tubo funda es levantado y el hormigón se comprime contra la pared de la perforación, evitando que el terreno se desmorone y obstruya la sección del pilote.
Emparrillado de pi/ates El conjunto de pilotes dispuestos debajo de una obra se designa con el nombre de emparrillado de pilotes. Las cabezas de los pilotes soportan las cargas de la obra, sea directamente, sea a través de una esctructura de cimentación que las distribuya. La armadura de los pilotes y la de los elementos que constituyen los cimientos (fajas. bloques aislados o losas) deben estar enlazadas. Si se emplean pilotes prefabricados de hormigón armado es preciso dejar con este fin al descubierto la armadura situada en la cabeza de los mismos, una vez acabados de hincar. Los pilotes deben colocarse de forma que sólo trabajen en la dirección de su eje, y no a flexión. Por regla general se disponen verticales debajo de las edificaciones; sin embargo, cuando son de gran longitud y los esfuerzos horizontales son importantes (más del 3% de las cargas verticales) se disponen también pilotes inclinados. Puesto que los esfuerzos horizontales, obtenidos al combinarse los debidos al viento, al empuje de tierras, a las sobrecargas, a la presión y a la circulación de agua , pueden ser variables, los pilotes inclinados suelen estar formados por pares en los que un pilote de compresión y otro de tracción están acopiados entre sí. Exceptuando el caso de muros de pilotes, los pilotes deben disponerse a la máxima distancia posible uno de otro y, si están en hileras próximas, en posición alternada , con objeto de repartir con el máximo de uniformidad la carga en el terreno.
Pilotes barrenados de grandes diámetros l
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Colocadón de la iaula-armadura y llenado con hormigón
Compresión del hormigón por med io de aire comprimido y levanfam iento del tubo-pilote
Pilote de hormigón comprimido acabado
Mediante la perforación, las capas del terreno puede considerarse que siguen intactas y las longitudes de los pilotes correspondientes a ellas pueden ser determinadas con toda precisión. Los trozos de roca o las capas intermedias duras que en el terreno puedan existir no constituyen obstáculo alguno para los pilotes de perforación, ya que con las herramientas perforadoras adecuadas son fáciles de atravesar. Igual ,que en las perforaciones de reconocimiento o sondeo, al efectuar perforaciones destinadas a pilotes se va también introduciendo, a medida que progresa en profundidad la cuchara excavadora o el elemento perforador, un tubo funda cuyo objeto es impedir que el agujero practicado se desmorone. A causa de la elevada resistencia de rozamiento que presentan las perforaciones para pilotes de gran ca libre, se emplean con este fin dispositivos vibratorios, de percusión o bien hidráulicos (giratorios y de presión). El empleo de un líquido tixótropo de sostenimiento (vé ase página 12) hace innecesarias la introducción y posterior extracción de tubos funda , incluso en zona atravesada por aguas subterráneas. A causa de la rugosidad de la pared así obtenida . sin entubación alguna , y gracias al apisonamiento del hormigón vertido, se logra un notable rozamiento periférico. Sin embargo, y a pesar de esto, normalmente se hace un entubado por debajo del
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La evolución de la técnica de la perforación permite 'actualmente la construcción de grandes pilotes barrenados con diámetros de hasta 2 ,50 m, cuya capacidad portante es varias veces superior a la de todo un haz de pilotes (hasta más de 1000 ton) . Por su ejecución deberían figurar más bien en el apartado sobre " cimentación en pozos" que como pilotes de perforación. Además de unos costes de fabricación sensiblemente más bajos por ton de capacidad portante , los pilotes de gran diámetro ofrecen también una mayor seguridad para absorber esfuerzos horizontales y momentos flectores. Los tubos funda , de acero, van siendo hincados a medida que progresa la excavación por efecto de movimientos giratorios y
HIPÓTESIS SEGÚN DIN 4014 PROFUNDIDAD MiNIMA DE HINCA DE PILOTES BARRENADOS EN CAPAS DE TERRENO FIRME
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Espesor mrnimo de capas de 1erreno firme debajo de los pilotes barrenados
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DISTANCIA MrNIMA ENTRE PILOTES BARRENADOS (N O VAUOA PARA MUROS OE PILOTES)
O BIEN TRAS EXPULSAR EL AGUA CON AIRE COMPRIMIDO
HORMIGONADO DEBAJO DEL AGUA
Extracción del tubo funda
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Tolva de llenado Aire
mediante vaivén giratorio y presión de aire comprimido
Capa firme ~
SISTEMA HOCH STRASSE R·WEISE PILOTES HW Hincado del tubo funda durante la exca· vación mediante vibradores giratorios de
tubos de hormigón armado se introducen en el terreno hasta alcanzar las capas firmes , mediante las correspondientes perforaciones, y después se rellenan con hormigón apisonado. El consumo de acero es muy escaso, porque sólo se necesita armadura en los tubos de la envolvente y la cabeza del pilar como enlace con las !usas de cimiento colocadas encima. En cambio, el consumo de hormigón es grande. La ejecución de pozos con tubos de acero, que a medida que avanza el proceso de hormigonado van siendo extraídos, es exactamente igual a la construcción de pilotes barrenados de gran diámetro (ver anteriormente).
Introducción de un tubo de gula
Agua subterrá nea
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EXCAVACiÓN DE UN POZO
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Exca'todora prensora o de almeja
vibratorios debidos a dispositivos hidráulicos de palanca o a vibradores giratorios accionados mediante aire comprimido, los cuales eliminan momentáneamente el rozamiento periférico. El empleo de vibradores giratorios no exige ningún andamiaje o caballete, sino meramente un equipo de compresor y excavadora. Sin embargo, incluso recurriendo a protecciones sonoras son mucho más ruidosos que los dispositivos hidráulicos de guía y entubación a causa de la~ oscilaciones percuso~as de vaivén. La excavación se efectúa con dragas de cuchara , y en caso de terrenos duros, mediante pesados trépanos de caída libre ; si hay penetración de agua y la granulación de la tierra es adecuada , se usan también bombas para la evacuación de escombros. El proceso de hormigonado y la extracción simultánea del tubo funda se realizan como en los pilotes barrenados ordinarios.
Cuchara prensora de 'tarias 'talvas
Cimentación en pozos La cimentación en pozos excavados es un sistema antiguo de cimentación que en la actualidad, aun empleando otros materiales, todavía se utiliza en numerosas ocasiones. Así como, antiguamente, los pozos se revestían de obra de fábrica , hoy día se emplean cilindricos huecos de horm igón armado o de acero. Los
Tubos de hormigón armado Tubos de acero
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Medidas de seguridad
EFECTO DE LAS ARTICULACIONES ENTRE LOS CUERPOS DE EDIFICIO
Para evitar daños causados por asentamientos, no s610 en los edificios a levantar, sino también en edificaciones ya existentes o próximas, resumimos a continuación todas aquellas medidas o precauciones relativas a la zona de cimentaciones de una obra y
encaminadas a evitar o subsanar desperlectos.
Medidas protectoras contra los asientos perjudiciales Cuando sean de temer fuertes asientos por causa de las elevadas cargas de los edificios construidos y de la escasa aptitud portante del terreno, la construcción de lós cimientos variará según sea el espesor de la capa de este terreno poco firme . Si el estudio del terreno ha permitido comprobar que el terreno firme se halla ya a una profundidad de 1 ó 2 m, lo mejor es desmontar la capa superior y cimentar sobre firme a la profundidad corres t'londiente. Si el terreno firme está a profundidad mayor es necesario consi derar si, para evitar los fuertes asientos que podrían producirse, será mejor recurrir a una cimentación sobre pilotes o en pozos o bien a cimientos que descansen sobre losas o placas. La reducción de la presión sobre el terreno o, lo que es 10 mismo, el aumento de la superficie de apoyo solamente da buen resultado cuando se trata de asientos claramente superficiales. En terrenos sin consistencia pueden evitarse esos fuertes asientos dando mayor compacidad a esas capas de terreno o consolidándolas,
ACUMULACION DE LAS PRESIONES BAlO LA PARTE CENTRAL DE LA OBRA
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GrietClJ oblicucu en la zona de ICIJ mdximClJ tensiones por esfuerzo cortante
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Grietas obl icuClJ en la zona de las máximcu tensiones por esfuerzo cortante
SUBDIVISION DE UN CUERPO DE EDIFICIO POR MEDIO DE JUNTAS DE ASIENTO
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Asiento por sepGrodo de los diferentes cuerpos de obra. Agrietamiento limitado.
DIVERSAS ANCHURAS DE LOS CIMIENTOS CUANDO HAY ·PRESIONES SOBRE EL TERRENO DE DIFERENTE MAGNITUD
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Asiento independiente de cado uno de los cuerpos de edificio
Los terrenos de arena , gravilla o grava pueden ser mejorados en su compacidad por medio de vibradores, hasta 1 m de profundidad, y por métodos de compresores vibratorios hasta unos 30 metros. Es posible consolidar esos terrenos mediante la inyección de determinados productos qurmicos según los procedimientos del Dr. Joosten. La arena fina o polvillo arenoso, la marga arenosa y el limo sólo pueden consolidarse ~liminando el agua y cargándolos previamente. En terrenos consistentes es posible reducir la importancia de los asientos construyendo lentamente a fin de que las partfculas de agua incluidas tengan tiempo de irse escurriendo bajo la presión por abajo y por los lados. La parte central de los cuerpos de edificio de forma alargada está expuesta a fuertes asientos como consecuencia de la adición o acumulación de las presiones; las partes extremas de dichos cuerpos de edificio ya no lo está n en tanto grado. Para evitar los perjuicios ocasionados por los mencionados asientos existen las siguientes posibilidades: Subdivisión del cuerpo de edificio en cuestión por medio de juntas de asiento. Las partes de la obra pueden entonces hacer su respectivo asiento por separado. Sin embargo, la formación de tales juntas es a veces muy difícil. porque han de tener mayór anchura todavía que las juntas de dilatación, si han de resultar eficaces en toda clase de circunstancias. Las dimensiones en anchura de los cimientos, en lo que se refiere a las partes extremas de los edificios, se calculan a base de la presión admisible sobre el terreno en que hay que asentarlas. Por lo que se refiere a las porciones centrales se partirá de una presión algo menor, a fin de alcanzar el terreno iguales solicitaciones y un asiento del mismo orden. La mejor solución consiste en interponer entre los diversos cuerpos de edificio articulaciones cuando resulta posible, como por ejemplo en las cajas de escaleras. Si a causa de las diferentes magnitudes de las cargas de las construcciones son de temer asientos desiguales en un terreno de capas uniformes, puede recurrirse a empezar las obras por aquellos cuerpos de edificios más pesados (siempre que se disponga de tiempo suficiente) y dejar que vayan haciendo su asiento antes de empezar a construir las demás partes de la obra con las que se han de enlazar, Si el tiempo disponible es demasiado corto para poder recurrir a esa solución, también es posible dimensionar las anchuras de los cimientos de acuerdo con las diferentes presiones sobre el terreno en los distintos cuerpos de edificios o disponer articulaciones entre los mismos.
Recalce de cimentaciones Cuando es preciso construir los cimientos de una nueva edificación por d~bajo de la cimentación de unos edificios antiguos contiguos, hay que recalzar previamente los cimientos de estos últimos, es decir, ahondarlos hasta la profundidad de los nuevos o bien sostenerlos de forma permanente mediante una estructura adecuada. Como elementos de sostén se utilizan, según las circunstancias, tablestacados, muros pantalla , muros http://candelapro.blogspot.com.ar/
de pilotes barrenados, o consolidaciones quimicas del terreno , si conviene reforzadas con anclajes, los cuales han sido ya descritos deiallamente en el apartado " Entibaciones" (pág. 10). Tanto si se ahondan los antiguos cimientos como si se sostienen mediante una estructura , debe procederse a un cálculo estático en el que, además de verificar la seguridad en cuanto a la rotura y estabilidad del terreno, se tendrán en cuenta posibles asientos de la edificación antigua a causa de superposición de presiones o de descensos eventuales del nivel de aguas subterráneas. Sin previo apuntal.a miento no debe dejarse ninguna cimentación al descubierto a lo largo de toda su altura. Hay que dejar por lo menos hasta 50 cm porencima de la base una berma de 2 m de ancho, a partir de la cual puede rebajarse la altura según un bisel
APUNTALAMIENTO DE UN MURO MEDIANTE ENTIBACiÓN RESISTENTE. EN CASO DE GRAN PROFUNDIDAD DE CIMEN -
TACIÓN
Distancia I al muro del Tablesta cados Muros de pilotes o muros pantalla Consolida ción
a 30·. Para efectuar el recalce del muro se practican varias perforaciones espaciadas a lo largo del mismo, que se entiban si exceden de 1,25 m de profundidad, y luego se construyen macizos de hormigón o de fábrica de ladrillo sobre la nueva solera de cimentación. La longitud de cada tramo de re calce no debe exceder de 1,25 m, y la distancia entre dos tramos próximos tiene que ser como mínimo igual a 1,5 veces la profundidad de perforación necesaria. Con objeto de reducir al minimo el asiento posterior de cimentaciones recalzadas, es preciso presionar cada uno de los macizos contra el fondo de la antigua cimentación por medio de gatos hidráulicos o de cuñas. Entonces se empieza por atacar con hormigón la junta de unión ; una vez el hormigón ha fraguado, se . retiran los gatos hidráulicos y se rellena la abertura dejada por los mismos. En caso de grandes profundidades de perforación y a causa del retraso en la ejecución de la obra que supone el recalce por tra-
mas, cuando el muro a recalzar debe a la vez apuntalarse se toman otras medidas : se construye una entibación resistente, que puede anclarse hacia atrás en el terreno, la cual hace innecesario todo recalce y deja el espacio de la zanja libre para movimientos. Tal entibación exige. no obstante, un importante equipo de maquinaria .
APUNTALAMIENTO Y RECALCE DE UN MURO YA EXISTENTE
Medidas para subsanar asientos ya producidos
Antes del recalce debe apuntalarse el muro o bien andarse en el interior de la obra
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Distancia entre tramos próximos de perforación ii: 1 ,5 t. o bien ¡: 5,0 m si ambos tramos se perforan simultaneamente
Manera de asegurar un muro mediante tramos de recalce, en caso de escasa profundidad de c¡mentación
También se incluye aquí la seguridad de edificaciones en las que, en el transcurso del tiempo, se han producido asientos inesperados a causa de un exceso de carga sobre el terreno o de un descenso del nivel de las aguas subterráneas. Cuando una consolidación del terréno, una elevación del nivel hidráulico y una presión sobre la base de cimentación no promete éxito alguno, es preciso transferir la carga de la obra a capas más resistentes del subsuelo efectuando una cimentación suplementaria más profunda. De este modo pueden re ca lzarse obras edificadas tanto , sobre cimentaciones someras como sobre cimentaciones profundas . y eventualmente devolverlas de nuevo mediante prensas hidráulicas a la altura o al nivel primitivos. Puesto que estos trabajos deben efectuarse siempre en circunstancias de limitación de espacio y, en lo posible, es preciso evitar vibraciones, sólo cabe el empleo de pilotes barrenados hormigonados en obra , que se disponen debajo del bloque de cimenta ción existente o bien junto a él. La s cargas de la obra se transmiten a las cabezas de los pilotes a través de unas vigas de recalce que aln se introducen . Para elevar la obra se disponen, como se ha dicho antes, prensas hidráulicas colocadas entre ella y el recalce, y las diferencias de alturas se compensan con un relleno de hormigón.
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Protección de las obras
El ho mbre busca y encuentra protección en las obras que edifica. Pero debe a su vez protegerlas cont ra toda una serie- de influencias perjudiciales y peligrosas. La conservación de las edificaciones está am enaza da exteri o rmente por: los efe ctos de la intemperie las substancias nocivas contenidas en el aire la humedad y el agua existentes en el subsuelo las trepida cio nes y ruidos el incendio y la calda de rayos En el interior de los edificios pueden producirse daños y molestias por: escapes o inundaciones de agua (procedente de instalaciones sanitarias o de la instalación de agua calie nte) exceso de humedad en el aire ambiente y en varios elementos cons tructivos trepidaciones y rui dos en el propio edificio ince ndio y explosión
La aparición de nu evas necesidades y una enorm e expansión en el mercado de la constru cción, acompañadas de un acusado retroceso simultáneo en la capacidad de las nuevas gene raciones de artesanos obligaron a racionalizar y tecnificar el proceso de la constr ucción. A sí surgieron nuevos procedimientos, distintos de los tradiciona les sancionados por el tiempo, pero ta mbién muy exigentes en cuanto a esfuerzo , y nuevos m ateri ales, y con ellos el peligro de nuevas imperfecciones y nuevos daños. La prevención y eliminación d ~ unas y otros compete a la Fí sica de la Construcción. Sin co nocimientos de esta ciencia ni investiga ciones resu lta ya imposible hoy día resolver los problemas qu e plantea la protección de las obras. SOLICITACIONES OE UNA EDIFICACiÓN
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solar : aportaci6n V dilataciónde térmica
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Viento, emisiones, suciedad
Humedad del suelo Eventualmente. agua subterránea
Precipitaciones: lluvia . nieve, granizo (hielo) Difusión de humedad. evacuaci6n de calor. evaporaci6n Ruido y trepidaciones
Asientos event .• socavones en zonas mineras V sísmicas
Protección contra la humedad La mayor parte de los desperfectos que se producen en las construccio nes son atribuibles a la acción nociva de la humedad. Ésta perjudica la buena co nservación de las partes y elementos de la obra y disminu ye su protección t érmica.
Los problemas de la protección con tra la humedad, por co nsig uiente, consisten en pre serva r las obras del contacto de la humedad o impedir el efe cto noci vo inmediato del agua y de la humedad sobre las partes de dichas obras o los materiales que las integran y en com pl etar y aumentar la protecció n té rmica.
Desperfect os producidos po r la humedad El grado en que la hu medad puede influir en las co nstru cciones depende de las propiedades de los materiales y de la forma co m o está n emplea dos. La causa de los daños, en los ma te ria les tanto pétreos co m o vegeta les, reside en la capacidad o aptitud de absorción de su estructu ra porosa y eventu alm ente en la solubilidad de sus compone ntes sólidos. Los m aterial es de construcción metálicos son vícti mas de la corrosión. Por su naturaleza , rara vez la humedad sola es un peligro inmediato si no tiene la coope ración de otros fenómenos qu e la acompañan y la sig uen como co nsecuencia. Oblig a, por co nsig uiente, a la adopción de medidas de pre ca ución. La humedad en las paredes y te~hos pued e traducirse en la mojadura de los mismos y en producir la destru cción de yesos, enlucidos y estropear alfombras o tapicerías; pone en peligro m ade ras y metales y estropea los géneros o mercancías almacenados. Tam bién da origen a eflorescencias en la piedra y el mortero y fomenta el desarrollo de gérmenes de enferm edades y de diferentes cl ases de hongos y moho. Si las heladas alcanzan las partes de obra impregnadas de humedad, el aumento de volu m en del agua contenida en poros y grietas, al helarse, pu ede tarde o temprano conduci r a la destru cció n de los m ateriales y co mprometer la du ra ción y estabilidad de la obra. A estos daños se agregG: siempre la elevada pérdida de ca lor (con el consiguiente mayor co nsumo de co mbustible) que ocasionan los elementos -numédecidos que delimitan los loca les. Al impregnarse de humedad un material de constru cc ión, el aire es expulsado de los poros del mismo y susti tuido por el agua, que además su fre en ellos un proceso de evaporaci ón. Como el agua tiene una con ductiv i ~ad térm ica 25 veces m ayor que el aire, cuando éste está subdividido en po ros minúsculos, la impregnación de humedad aumen ta cons iderablemen te la cond uct ividad del material y disminuye en ig ual medida su protección térmica. Esto se deja sentir al máximo al humedecerse los m ateriales aislantes. Es, pues, co nve ni ente que al proyectar alguna protección con tra la humedad en una construcc ión se procure al mismo tiempo la conservación o el au m en to de su protección térmica . Lo s perjuicios antedichos se produ ce n tanto en los materiale s pétreos como en los de o rigen vegeta l ; en las m aderas sucede, además, que según su contenido de humedad se hinchan y resquebrajan. Las piezas constructivas de madera, los muebles, los pavimentos y los arrim aderos o revestimientos de paredes pueden to rcerse y alabearse ; detrás de los armarios adosados a paredes exteriores puede form arse moho, siendo su peor consecuencia que, en tal caso, hay que t eme r la putrefacción y el crecimiento de fungosidades del tipo del m erulio. Así como los repetidos cambios de humedad y sequedad estropean la madera , la que está completa m en te sumergida en agua de manera permanente dura mucho tiempo y se conserva duran-
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te siglos, como se comprueba en los pilotes de roble sumergidos hace más de mil años en el agua subterránea sosteniendo anti guas co nstrucciones. la conservación de muchos metales, especialmente el acero normal usado en construcción, queda directamente amenazada por efecto de la humedad, de materias nocivas co ntenidas en el aire y de la unión con otros metales más nobles. El elevado grado de aprovechamiento de, por ejemplo, elementos sustentantes de acero, sólo es posible a condición de que estén protegidos cuidadosa y permanentemente contra la corrosión (véase página 360). El comporta m iento electroquímico de los metales se explica por el hecho de que dos metales distintos, unidos condu ctivamente con un electrólito (solución ácida , básica o salina), consti.tuyen un ele mento galvánico (pila eléctrica). Se generan co rrientes en el electrólito, y el desplazamiento de iones descompone el metal menos noble (más oxidable) con tanta mayor intensidad cua nto más distantes entre sí se hallan ambos metales en la serie de tensiones electrolíticas: Metales oxidables Metales inoxida bles (nobles) - Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Ni, Sn , Pb, (Hl. Cu , Ag Se habla de corrosión por contacto. Puesto que el agua de la lluvia es ácida (ácido carbónico del aire y ácido sulfúrico de los tubos de escape) y que al calentar aguas duras las incrustaciones de la caldera desprenden también ácido carbónico, debe procurarse, sobre todo en instalaciones a la intemperie y en las de ca lentamiento de agua , que metales distintos no entren directamente en contacto.
Clases de humedad El agua y la humedad pueden ocasionar perjuicios en las obras de las maneras siguientes: Humedad que penetra en el edificio desde el exterior: Humedad de las precipitaciones, agua superficial, filtraciones de agua , humedad del terreno, agua del subsuelo, agua en capas, agua a presión. Humedad que se halla ya en el edificio : Humedad de construcción ; humedad permanente. Humedad que se produce en el edificio, procedente de agua de servi cios, de agua de condensación. Aclaraciones de conceptos: Humedad procedente de precipitaciones: Luvia y nieve que cae n directamente sobre la obra. Agua superficial: Procedente de· lluvias y otras precipitaciones, agua de fusión de hielos y nieves y que corre por la superficie del suelo, o brota del mismo después de haberse infiltrado. Agua de fusi6n: Agua procedente de las nieves o hielos en fusión. Agua de infiltración: Agua infiltrada en el terreno al corre r por su superficie y encontrar capas del terreno inclinadas o verticales por entre las que penetra y se incorpora al agua subterránea . Humedad del terreno: La humedad contenida en el terreno procede nte de la aspiración que éste produce en el agua subterrá nea y que también puede ser ocasionda por lluvias y otras precipitaciones (aguas superficiales) , Agua subterránea : Es el agua que llena las cavidades de las capas del terreno y de las rocas. Cuando se abren perforaciones AGUA DE LLUVIA INFILTRADA Corteza de desecación , . n .110 lo .... oporoción es mayor que la '!III~~~~ aportación capBa,
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Zona del aguo copilar abierto, con aire Zona del aguo capilar cerrado, sin aire
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Superficie del terreno siempre hümeda porque la. aportación ca.pila.r es mayor que la e ...oporoción
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o zanjas forma una superficie libre que se denomina nivel del agua subterránea . Según la naturaleza de los terrenos existen casi siempre corrientes de agua subterránea (p. ej. en fas zonas montañosasJ Que pueden alcanzar importantes velocidades. Debajo de las aguas subterráneas suelen existir capas de terreno impermeable , que son las Que impiden que el agua vaya colando más abajo en el interior del terreno. En los si tios en que el agua subterránea brota de la superficie de la tierra se producen fuentes o manantiales. Agua en capas o estratos: El agua subterránea se halla a ve ces en varias capas superpuestas gel terreno (pisos o capas de agua) sepa radas por otras capas impermeables. Agua a presión : Es el agua subterránea , el agua en capas o el agua superficia l que ejerce presión sobre los elementos de obras situados dentro del terreno. Humedad de la obra: Es la humedad introducida en los elementos de la obra junto con los materiales de const ru cción y con su puesta en obra (albañilería, hormigonado, enlucido). Agua de utilización: La que se emplea en locales que la requieran , como coc inas, baños y lavabos; agua para regar y para limpiar. Humedad del aire : Humedad co ntenida en el aire en forma de vapor de agua , en estado de agregación gaseoso e invisible. Humedad de saturación: Cantidad máxima de vapor de agua (en g/m 3 ) que en estado de agregación gaseoso y en función de la temperatura puede contener el aire (y también los elementos constructivos) sin que se condense en forma de niebla o de precipitación. Humedad relativa del aire (grado de humedad del aire): Relación expresada en % entre el contenido de vapor de agua existente en el aire a una determinada temperatura (humedad absoluta en g/m 3 ) y el contenido de vapor de agua Que como máximo podría tener el aire a esta temperatura (hu medad de saturación en
g/m'). Punto de rocío : Températura a la cual el co ntenido (absolutoi de humedad del aire llega a la saturación. Si prosigue el enfriamiento por debajo de este punto, el exceso de humedad se condensa en forma de niebla y de precipitación. Rocío : Humedad que se condensa de forma visible en el aire, sobre elementos co nstructivos y sobre los objetos cuando la temperatura de éste desciende por debajo del punto de rocio . El nombre de " exudación", bastante extendido, es físicamente incorrecto, puesto que no se trata de ningún proceso de permea bilidad. Agua de condensación: Designación destinada propiamente al agua que se separa del aire saturado de humedad cuando su temperatura desciende por debajo del punto de rocío. En Física de la Construcción se emplea especialmente al tratar de la elimi nación de la humedad del interior de elementos co nstructivos. Se forma cuando el vapor de agua penetra , a causa de su difusión, en éstos y choca con capas cuya temperatura es inferior a la del punto de rocio, principalmente cua ndo la humedad, debido a un montaje inadecuado, puede estancarse en capas impermeables al vapor. Humedad permanente práctica (humedad de equilibrio): Es el grado de humedad de un material (medido en % de peso o de volumen) que subsiste en la estructura interna del mismo tras secar la humedad de la obra en las condiciones ambientales de temperatura y humedad del aire, En función de la porosidad o densidad del material y del efecto combinado de difusión del vapor de agua, condensación, evaporación y capacidad de absorción capilar, se establece un equilibrio higroscópico fluctuante, llamado también " humedad propia" .
Humedad del terreno En el terreno casi siempre hay humedad. Las aguas pluviales infiltradas, las aguas procedentes de las capas subterráneas que ascienden por aspiración o capilaridad y Que la fuerza de adhesión mantiene junto a los elementos de una construcción o en el terreno de cimentación , penetran por capilaridad en los materiales porosos aunque no exista presión alguna del agua contra ellos. La DIN 4117 contiene normas para la protección contra
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la humedad del suelo, contra el agua que existe en el terreno sin ejercer presión . Pero en terrenos co hesivos y en los terrenos en vertiente los métodos allí expuestos sólo son suficientes cuando mediante un eficaz drenaje se evita que se estacione el agua, en cuyo caso ya ejercería presión . Las aguas infiltradas remansa das y las agua s subterráneas ejerce n una presión sobre los elementos de construcción que están en contacto con ellas, presión que sólo puede ser contrarrestada con medidas de gran alcance. Para la protección de los edificios contra el agua que conserva alguna presión está la DIN 4031 con las instrucciones correspondientes . Posteriormente ha entrado en vigor la DIN 4122 " Estanquidad contra agua su perficial sin presión y contra infiltraciones de agua", cuyo ca mpo de aplicación queda comprendido entre el oe humedad capi lar del terreno y el del agua a presión. Trata de la impermeabilización , mediante láminas de materiales bituminososo, metálicos y de plástico, contra la entrada de agua en forma de líquido o de gotas (en contraposición al agua capilar), como por ejemplo la de lluvia, la de infiltración o la de uso doméstico, que en general no puede ejercer ninguna presión hidrostática sobre el material de impermeabilización o sólo puede ejercer una muy exigua y de efímera duración . De ahí que no puedan evitarse cie rtas interferencias, al aplicar la norma DIN 4122 , por uná parte con la DIN 4117 Y por otra con la DIN 4031 . Asi, por ejemplo, se decide que las paredes de una obra se impermeabili ce n contra la humedad del suelo según DIN 4117 , o contra infiltraciones de agua según DIN 4122 , en función de la sensibilidad al agua y permeabilidad de la parte de edificio a proteger del peligro eventual de grietas y de las consecue ncias que ello pueda suponer para la utilización del edificio.
Humedad y substancias nocivas No sólo la propia humedad, sino también todas las substancias nocivas disueltas y transportadas en ella pueden actuar sobre elementos y materiales de construcción , tanto al aire libre co mo bajo el terreno. Los peligros que ello entrana para el hormigón y el mortero, que son los elementos principales de nuestras obras, están especificados en la DIN 4030 ("Análisis de aguas, terrenos y gases susceptibles de atacar al horm igón" ), de la cual se han extraído los siguientes apartados.
2. Materias que atacan al hormigón. y sus efectos Aguas y te rrenos pueden atacar al hormigón cuando contienen : Ácidos libres (ver sección 2 . 1) Sulfuro de hidrógeno (ver subsección 2 .1.2) Sulfatos (ve r sección 2 .2) determinadas sales de magnesio (ver sección 2 .3 ) sales amoniaca les (ver sección 2 .4) O determinados compuestos orgánicos (ver sección 2 .6) La s aguas ejercen también un efec to de ataque cuando son especial mente blandas (ver sección 2 .5) Combinados con la humedad. los gases son susceptibles de atacar el hormigón cuando contienen: sulfuro de hidrógeno (ver subsección 2 .1.2) anhídrido sulfuroso (ver subsección 2.1 .3) 2.1. La s aguas ácidas, es decir, la s que contienen ácidos libres, tienden a disolve r la pasta de cemento y los áridos carbonatados. Las aguas ácidas se reconocen por tener un pH' inferior a 7. Aquellas cuyo pH es inferior a 6,5 son consideradas como susceptibles de atacar el hormigón. Los ácidos más frecuentes son los indicados en las subsecciones 2. 1.1 a
2 . 1.3. El anhldrido sulfuroso en estado gaseoso, que aparece principalmente en los gases de combustión. puede penetrar en el hormigón seco o bien disolverse en la pellcula acuosa del hormigón húmedo, formar ácido sulfuroso y sulfuros y. en presencia de oxígeno. ácido sulfúrico (ver subsección 2.1.1) y sulfatos (ver .sección 2.2 l. 2. 1.4. El ácido carbónico ataca al hormigón particularmente por disolución del hidróxido de calcio, de modo análogo al de otros ácidos débiles. Puesto que el valor del pH no indica por sí solo el gr~do de concentración del ácido carbónico, es preciso determinar dicha concentración de manera especial (ver subsección 5.2.9). 2 .1.5. Los ácidos orgánicos libres, como por ejemplo el acético. elltlctica y el butíri co (ver subsección 3 .1.6) eliminan el ca lcio contenido en la pasta de cemento para formar la sa l correspondiente . El ataque de los ácidos orgán icos es en general menos intenso que el de los ácidos inorgánicos. Determ inados ácidos orgánicos (por ejemplo, el oxálico y el ta rtárico) pueden induso formar capas protectoras. Los ácidos húmicos son generalmente poco peligrosos para el hormigón endurecido. Sin embargo, en ciertos casos pueden reemplazar sus iones de hidrógeno por cationes de sales neutras y formar por tanto ácidos libres. principalmente inorgánicos. El fraguado del hormigón fresco puede ya ve rse dificultado cuando actúan sobre él pequeñas cantidades de substancias húmicas. 2 .2 . Los sulfatos se convierten , en presencia de algunos compuestos de calcio y alu m inio de la pasta de cemento, en sulfato aluminato de calcio o yeso, que provocan fermentaciones. 2.3. Las sales de magnesio. por ejemplo el sulfato y el cloruro, disuelven el hidróxido cálcico de la pasta de cemento y forman entre otros compuestos, una masa blanda. gelatinosa, de hidróxido magnésico. En caso de su lfato magnésico hay que tener en cuenta . además, el ataque del sulfato (ver sección 2 .2). 2 .4 . Las sales amoniacales, exceptuados el carbonato , el oxalato y el fluoruro amónicos, disuelven preponderantemente el hidróxido cálcico de la pasta de ce mento, dejando amoníaco libre que se disuelven en el ag ua. En caso de sulfato amónico actúa además el sulfato (ver secció n 2.2). El amoníaco no ataca al hormigón. 2.5. Las aguas blandas (véase DIN 19640: " Dureza del agua ; conceptos y unidades de medida " ) con una dureza global inferior a 1,1 m val/l, o sea 3 grados alemanes, es decir. las qu e no contienen sales de calc io y/ o de magnesio disueltas, o sólo las con tienen en exigua cantidad . pueden disolver el hidróxido cá lcico de la pasta de cemento. Sin embargo. no atacan prácticamente al hormigón impermeable al agua (ver DIN 1045). 2.6. Las grasas y los aceites actúan de modo distinto sobre el hormigón según su procedencia, su composición química y su naturaleza física. 2.6.1. Las grasas y los aceites vegetales y animales pueden atacar al hormigón. ya qu e como ésteres de ácidos grasos forman, al combinarse con el hidróxido cá lcico de la pasta de cemento, sales de ca lcio acidograsas (jabones de cal). Puede despreciarse, no obstante , su capacidad de ataque sobre el hormigón impermeable al agua (ver DIN 1045). 2 .6 .2. Los aceites y las grasas minerales no atacan al hormi gón cuando están exentos de ácidos y de componentes orgánicos (vegetal es o animales). 2.6 .3 . De los aceites de alquitrán de huI/a, los medios y pesados contienen en general fenol y substa ncia s análogas. las cuales pueden atacar al hormigón dando lugar a fenolatos. Su capacidad para atacar al hormigón impermeable al agua es. sin embargo , despreciable (ve r DIN 1045).
3. Procedencia de las materias que atacan al hormigón 3.1. Aguas 3. 1. 1. El agua del mar contiene preponderante mente magnesio y sulfa to como substancias nocivas para el hormigón. Las aguas del mar Báltico y del mar del Norte tienen aproximadamente la composición que figu ra en la tabla 1. Tabla 1: COMPOSICiÓN DEL AGUA DEl MAR Componente
Mar del Norte (HelgolandJ
M ar Bá ltico (bahía de Kiell
Na+ K+
11050 400 430 1330 19890 2780 >8
4980 180 190 600 8960 1250 >7
2.1.4 . 2.1.1. Los áci,dos minerales libres son generalmente fuertes (como. por ejemplo, el su lfúrico. el clorhídrico y el nítrico). y actúan disolviendo la pasta de cemento y los áridos carbonatados. 2.1.2. El suffuro de hidrógeno (o ácido sulfhídrico) es un ácido débil. y como tal actúa menos intensamente sobre el hormigó n. No obstante. en forma gaseosa puede penetrar en el hormigón seco o bien disolverse en la pellcula acuosa del hormigón húmedo. para formar ácido sul fúri co (ver subsección 2 .1. 1) Y su lfa tos (ver secció n 2 .2) al contacto del aire. También los sulfuros insolubles en agua (por ejemplo pirita. marcasita) pueden oxidarse gradualmente en presencia del aire y de la hl;lmedad para dar sulfatos y' ácido sulfúrico libre.
1. pH inferior a 7 = agua ácida pH igual a 7 = agua neutra pH superior a 7 = agua alcalina
Ca 2+ Mg2+ CI-
SO.2-
pH
mg/I mg/I mg/I mg/I mg/I mg/I
mg/I mg/ I mg/I mg/I mg / I mg/I
En el mar del Norte el con tenido total de sal es. como en el océano Atlántico , de unos 36000 mg/t; en el mar Bálti co (bahía de Kiel) . de unos 1 6000 mg/t por término medio anual. 3. 1.2. Las aguas de montaña y de manantial son a menudo químicamen te muy puras (ve r sección 2 .5.' . Sin embargo, contie nen en ocasiones ácido carbónico . que disuelve la cal (ver subsección 2.1 .4 ).
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3 .1.3 . La s aguas pantanosas contienen con frecuencia substancias nocivas para el hormigón : ácido carbónico (ver subsección 2 . 1.4 ), sulfa tos (ve r secc ión 2 .2) y ácidos orgánicos (ver su bsección 2 .1.5 ). todas ellas disolventes de la cal. 3 . 1.4 . El agua subterránea contiene a menudo ácido ca rbónico , disolve nte de la cal, sulfatos y magnesio. Sólo en agua s subterráneas contaminadas por desagües de cloacas se encuentran , en fue rte concentració n, áci do sul fhídrico, amoniaco y compuestos orgánicos nocivos para el hormigón en mayores concen tra ciones. 3 .1.5. El agua fluvial puede se r muy pura ; pero puede también contener las substancias especificadas en la sección 2 . Las concentraciones de las mismas suelen Quedar, no obstante, fuera de la gama perjudicial. 3 .1.6. Las aguas procedentes de desagües pueden contener materias orgánicas e inorgáni cas capaces de atacar al hormigón: ácidos minerales y orgánicos, así como sus respectivas sales. En desagües industri ales pueden aparecer estas materias en mayor cantidad: en desagües domésticos, las concentraciones no son por lo genera l pe ligrosas. Lo s desagües de las industrias Qu ímicas pueden contener las substancias especifi ca das en la sección 2 incluso en altas conce ntra ciones. En las aguas residuales de fábricas de celulosa. talleres de galva nizado e instalaciones de decapado se encuen tran, además de ácidos minerales, diversos compuestos inorgánicos, ent re otros, sulfatos. Las aguas de fábri cas de coq ue están co ntam ina da s por sales amónica s, su lfatos y fenoles. Los desagües de fábricas de azúca r, de papel , de colorantes, de vinag re y de conservas. de destilerías, tenerías. centrales lecheras y cen tros preparadores de piensos contienen ante todo ácidos orgánicos, entre los Que figuran el fórmico, el acético, el láctico y el buliri co. 3.2. Terren os 3 .2. 1. Los terrenos que contienen sulfa tos aparecen predominantemente en formaciones pérmi cas, triás icas, jurásicas y terciarias, cuyas sedi mentaciones llevan anhidrita y yeso. Los sulfatos má s fácilmente solubles , como por ejemplo el de magnesio y el de sodio. se hallan preferentemente en los alrededores de bolsas de sal. 3 .2.2. Los suelos pantanosos (turba ) y el cieno de putrefacción contienen esencialmente las materia s indicadas en la subsección 3 .1.3. Los terrenos pantanosos, el cieno de pu trefa cción y los suelos arcillosos pueden con tener ademá s sulfuros de hi erro (pirita , marcasita) {ve r subsec-
ción 2.1.21. 3 .2.3 . Los terraplenados o vertidos a base de productos industriales de desecho. escombros, basura , barred uras, así como de gangas o escorias, pueden contener, segú n su procedencia , algunas de las materia s especificadas en la sección 2 en grandes ca ntidades. Las aguas i nfiltradas procedentes de tales vertidos pueden por tanto ser también perjudiciales para el hormigón. 3.3. Gases Los gases de combustión y los de escape industri ales pueden con tener ácidos minerales libres (ve r subsección 2 .1. 1L ácidos orgánicos (ver subsección 2. 1.5). anhídrido sulfuroso (ver subsección 2 .1.3) y sulfuro de hidrógeno (ver subsección 2 . 1.2 ). Al desc ender la te mperatu ra por deba jo del punto de rocío pueden formarse soluciones atacantes. Hay que contar además con que los componentes gaseosos se di solverán en las precipitaciones (lluvia y nieve) y de esta forma actuarán sobre el hormigón. .
La s substancias sólidas contenidas en los gases de escape, por ej emp lo sul fatos, pueden disolverse en el agua condensada . El dióxido de carbono acumulado en los ga ses de co mbu stión no ata ca al hormigón, pero puede ocasiona r una intensa carbonata ción del m ismo y. en determinados casos, dañan la protección contra la corrosión de la armadura.
M ateriales de i mpermeabi lización Para ejecuta r trabajo s de impermeabilización se dispone de materiales y lienzos bituminosos, provistos a veces de hojas metálicas o de un relleno de vellón de fibra de vid rio, así como tiras solda bies de material termoplástico. Con la adición de impermeabiliza ntes pueden fabrica rse también materiales directam ente estancos al agua , como son el mortero o el horm igón imperm eable. Sin em ba rgo, están expuestos al peligro de las grietas, y exigen preca uciones especiales en las junt as y puntos de unión . La prot ección segura y eficiente de un edificio contra la acción de la humedad y de las substancias nocivas d e cua lquier clase que hay debajo del terreno, sólo puede, por tanto, garan t izarse , si se tienen en cuenta las propiedades de los im permeabiliza ntes y las exigencias de su correcto empleo, tanto en el proyecto como en la ej ecución.
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Materiales bituminosos El im permeabilizante m ás antiguo . es el asf alto; se gú n demuestran num erosas inscripcio nes. dibujos. investi gaciones y excavaciones, efec tuadas pri nci palmente en el Oriente Próximo, en el tercer m ilenio a. de J . C., el asfalto ya d esem peñ aba un importante papel en la co nstru cción. Muros y pavim ento s en los tem plos y palacios ba bil ónico s o los muelles y defensas en las orillas de ríos, indica n que ya entonces se co noda n el poder adhesivo y las cualidades hidrófug as del asfa lto y se empleaba en forma de morte ro pa ra hacer paredes y trabajos de obtu ració n de aguas. A sf alto Es una mezcl a natu ral o art ificia l de materia s bitumin osas y minerales. Entendemos por lo qu e se llam a m aterias bituminosas aquellas fracciones solubles en el sulfuro de carbono contenidas en el asfa lto nat ural , en las piedras asfál ticas y en los resi duos de la destilación de los aceit es minerales. Las proce dencias más co noci das de los asfaltos natu ra les son la isla de Trinidad y el Estad o de Bermúd ez (Venezuela). En Trinidad. el asfal l o form a un lago de unas 40 Ha de superfi cie y de unos 4 0 m de prof undid ad, cuyo nivel , a pesa r de las cuantiosas extracciones efec tuadas. apenas ha descendido de modo apreciable desde el año 18 51 . Proceden tes de capas profundas. acu den constantemen te a llenar los huecos nuevas ca nt idades f luidas y cal ientes de asfalto por el efec to de las presiones subterráneas. El asfalto de Tri nidad co ntiene u n 40% de m aterias bitu minosas, un 30% de aceites m inera les y un 30% de agua. Es, pues, muy rico en materias b itu minosas y ti ene, por co nsigui ente, gran viscosidad. El asfalto de Berm údez form a tam bién un lago y es m uy parecido al de Trinidad. Ambos asfaltos tienen alto con tenido de azufre (6%). circunstancia que los distingue esencia lmente de las materias b itum inosas procedentes del aceit e mineral. Formando pied ras asf álti cas, se encuentra asfalto natural en Suiza (Val de Traversl. en Ita lia (Si cilia!. en Franci a (Seyssel). en Yugoslavia (Dalmacial. en A lemania (Holzm inden) y en Espa ña (Maeztu ). La piedra asfált ica es una caliza impregnada de materias bituminosas que se extrae de minas y se prepara y elabora en las fábricas de asfalto. El asfalto natural se encue nt ra en el mercado en fo rm a de polvo asfál l ico. de másti que o almáciga asfáltica nalural y de placas de asfa lto comprim ido. Para los trabajos de imperm ea bilización y obtu ración de ag uas se emplea especia lmente el másti que de asfalto natural, que es una mezcla de mat eri as bitu minosas con polvo asfá ltico nat ural en la que ent ra de un 16 a un 2 2% de las primeras. Betunes y materias bitu m inosas Hay que disti nguir entre los betu nes naturales y los betunes procedentes del acei te mi neral. Se entienden por betunes natu rales los que constituye n el aglomerante puro, sin mezcla minera l alguna del asfalto natural. Los betun es del petróleo rep resenta n una dispersión coloidal en aceite mineral, de los más diversos tipos de resinas del petróleo. por lo cual no puede conside rarse el betú n del petróleo como una substancia unitaria con propiedades bien definidas y constantes; estas últi mas dependen, en gran medida , de la clase de petróleo del que se ex traen por desti lación los betunes, así como también de su ulterior t ratamien to y p repa ración. A temperatu ras m edias, los betu nes se co mportan, en general, como fluidos viscosos que se moldean fác ilmente. A tempera t uras bajas, y especialmente cuando se someten a esfuerzos mecánicos bruscos, tienen cáracter Quebradizo. Las variedades celu lares o esponjosas de betú n poseen mayor margen de elasticidad que las masas que se suelen obtener en los procedimientos norm ales de destilacción; son, por co nsig uiente, menos sensibles a las fl uctuaciones de la tem peratura. El betún es bastante inalterable bajo la acción de los ácidos orgánicos diluidos y de las bases. Sin emba rgo, hay que tener en cuenta que a la larga , por la acción de esas substancias y aun por la del agua , pueden producirse hinchazones y entu m ecimientos. Los aceites y grasas hi ncha n los betun es al prin ci pio, pa ra acaba r
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reblandeciéndo los y disolviéndolos. Bajo la influencia de l oxígeno, reforzada por la acción simu ltánea de la luz, las mezc las de substancias bituminosa s se alteran física y quím ica mente de manera cons iderable, 0 , como suele decirse. envejecen. Un ca len tamiento prolongado modi fica también las propiedade s de los betun es. Alqu itrán d e hulla Es una dispersión colo ida l, en aceites de alquitrán, de las resinas que llevan los aceite de alquitrán . Se obtiene"como residuo de la destilación de la brea de- hu lla . Al progresar la destilación se obtiene una pez blanda. luego otra semidura y finalmente una pez dura. La sensibi lidad a la temperatura de la pez blanda de hulla como materia l bituminoso impermeabilizante es mucho mayor Que la de los betunes de destilación. La pez blanda de alqu itrán de hulla posee una capacidad de absorción de agua algo menor que la de los be tu nes. Aun cuando no con tiene materi al bituminoso alguno, la pez de alquitrán de hulla sue le clasificarse como " bituminosa " por se r su co lor y su viscosidad análogos a los de los b etunes. Su procedencia y su co mposición q uímica no tien en nada que ver con las de éstos, sin embargo. Ante las acciones químicas y las fluctuaciones de temperatu ra reaccionan también de modo mu y diferente . Pintura : ca pa de prepara ción Antes de apl icar las capas defini tivas de una pintura bi tu minosa hay que aplicar una capa de preparación. bituminosa. fluida , aplicable en frío, que por su fluidez penetre en los poros de la pared y co mpense las desigualdades de la superfi cie co n más cuidado de lo que sería posible co n la capa definitiva , m ás viscosa. los medios para esta ca pa de preparación son: soluciones bitu minosas. soluciones de alquitrán de hulla y emu lsiones acuosas diluidas de betún o alq uitrán. Las soluciones de betún y alquit rán , en las que estos materia les están disueltos en disolventes orgánicos, por ejemplo benzoles, se utilizan sólo sobre paredes secadas al aire. Si las paredes están todavía húmedas cuando hay que aplicar las capas de impermeabilización , se emplean las em ulsiones di luidas de betún o de alquitrán de hulla . Con estos materi ales conviene humedecer las paredes, si éstas están secas. La s emulsiones son sensibles a las heladas. mientras que con las soluciones hay que tomar grandes precauciones a causa de su gran inflamabilidad . Las capas de preparación y las capas definitivas deben ser siempre ambas a base del mismo material. betún o alquitrán de hulla. Pint ura: cap as d e aca bado Después de la capa de preparación siempre se aplica rán varias capas de pintura : por lo menos dos si son en ca liente, o tres si son en frío, porque en los productos aplicables en frío la solidez de la capa queda d isminu ida por la volatilización del disolvente (por ejemplo, por la evaporación del agua en las emulsiones). Son aplicables en frío las disoluciones y emulsiones bituminosas y las de alqui trán de h ulla . Se aplican en caliente , una vez que el ca lor les ha hecho perder viscosi dad , los betunes y alquitranes de hulla con o sin adición ("rell eno") de polvo mineral (por ejemplo, caliza. cuarzo o pizarra finam ente m Olidos). las capas de acabado aplicadas en caliente son especialmente adecuadas para superfi cies poco regulares y ru gosas; co ncretamente son las únicas que convienen para impermeabilizar muros de fábrica de ladrillo sin revoque, combinándolas co n una capa de prepa ración fluida , aplicada en frío . Las capas de obtu ra ción proporcionan generalmente una protección satisfa ctoria a las paredes que, por estar en co ntacto con el te rreno, suf rirían el ataque la teral de sus hum edades. Pasta extend id a con espátula Las pastas bituminosas y de alquitrán de hulla aplicadas con espátula son más resistentes a la humedad que las capas de pintura. Pero requi eren más tiempo para secarse. Se aplican en dos manos hasta alca nza r unos 6 mm de espesor, sobre una ca pa de preparación. Se aplican en frío el betún o alquitrán de hulla disueltos o emulsionados. co n viscos idad plá sti ca. Se apli can en ca lien te los mismos materiales pero con " relleno ", así com o las pastas de mástiqu e de asfalto natural.
Cartones o láminas adhesivos Para la fijación de cartones imperm eables y cobert uras (empa-. quetadu ras) o lienzos se emplean tambié n co mo adhesivos betunes y alq uitra nes especia les, con los q ue se opera en calie nte. Estos recubrimientos a base de láminas o lienzos comp letamente estancos sólo se utilizarán para impermeabilizaciones que deban soportar la presión del agua. Los materiales de las láminas y I,?s adhesivos conviene que sean derivados de las mismas materias bituminosas. Las cobertu ras de hojas de material plástico se suministran con adhesivos especiales proporcionados por el mismo fabricante , que no co ntienen ningún componente que altere o ataque aquel material. Cartones impermeables Lo s más utilizados pa ra lienzos o coberturas son : el cartón en bruto según DIN 521 17 o un ca rtón de fieltro de lana según DI N 52119. Estos cartones se obtienen aprovechando los residuos de fibras textiles y se designan , según su pe so, en gramos por m', por el " tipo 333 " o " tipo 500" . Luego se im pregnan y pasan a co nocerse como "ca rtones bitumi nosos o alquitranados". Los cartones bitum inosos se sumini stran en rollos de 1 m de anchura y 20 m d e largo. Los alquitranados vienen en rollos también de 1 m de anchura , pero de 1O m de largo. Para la impermeabilización horizontal contra la humedad ascendente. que se ba sa en separar los elementos constructivos (pilares, paredes, techos. etc.) u nos de otros, hay que utilizar, a fin d e co nseguir que a pesar de la separa ción, exista el máximo rozamiento en tre superfi cies de contacto, hojas d e cartó n alquitranado con arena adherida por ambas caras. Al utilizarlas como barreras horizon tal es co ntra humedad , estas hojas no deben clava rse a la supe rfici e ni pegarse entre ellas.
Coberturas o lienzos i mpermeables ( DIN 18190) Los cartones lisos se vue lve n impermeables mediante aplicación de masa bituminosa por una o ambas caras ; se designan entonces co mo lienzos. coberturas o envoltu ra s impermeables (t ipo 333 o tipo 500). Para la fabricación de esas empaquetaduras o lienzos impermeables se utiliza también co mo alma la te la de yute. La arpillera de yute pesa 0 ,33 3 kg/m' cuando no está impregnada y 0 ,500 kg/m' cuando lo está. la tela de yute impfegnada se hace impermeable al agua dándole un re vestimiento co n una masa o pasta impermeabilizante. Las empaquetaduras de tela de yute se encuentran en el mercado en rollos de lOa 30 m de longitud y de 1 m de an chura . A base de un espesor mínimo de 3 mm deben tener un peso de 3 ,2 kg/m'. Son dilatables y flexibles co mo los ca rto nes asfá lticos y embreados y, por consiguiente, son adecuadas para la impermeabilización de parte de las obras en que hay numerosos dobleces o acodaduras. Con las empaquetaduras o lienzos impermeable s de ca rt ó n-fie ltro y de tela de yute hay que tener presen te que en con ta cto con el ag ua se hinchan al poco ti empo y a co ntinuación se pudren y deshacen si no se toman precauciones especiales. La s em paqu et aduras o lienzos aislantes co n fibra de vid rio están fo rmados por un a capa de betún o asfa lto, armada con la fibra de vidrio. En esta forma , la hoja de betú n o asfalto re sul ta transportable y trabajable. La ventaja que las empaquetaduras con fibra de vidrio tienen sobre los cartones impermeables estriba en que la fi b ra de vidrio no absorbe humedad y no se pudre ni corromp e; ademá s, no produ ce ondulaciones ni arrugas. En las empaq uetadura s que llevan almas de hojas de plomo. cada hoj a metálica debe ir pegada entre dos ca rton es de fieltro impregnados (prote cción contra aguas ácidas y alcalinas) y, además, las ca ra s exteriores deben ir forrada s co n una masa bituminosa. La s empaquetaduras co n láminas de plomo, tal co mo salen de fábri ca se sumin istran en longitudes de 5 a 10m y en anchos de un metro. Para un espesor de 5,5 mm deben tener un pe so m edio de 7 ,5 kg/m'. La s empaquetaduras o lienzos aislantes con inclusión de hojas de aluminio son alte rables por la acción de m edios alcalinos co mo los que preci sa mente siem pre hay presentes en la construcción ; en cambio. las empaquetadura s u hojas aislantes con inclu siones de hojas de plomo pueden ser destruidas más bien por los ácidos, y especialmente por el agu a ca rbónica .
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Tiras termoplésticas Para la impermeabilización de las obras contra la humedad del suelo, el agua subterránea , el agua superficial e incluso contra el efecto de productos químicos agresivos (en caso de laboratorios) se emplean cada vez más los materiales termoplásticos, como el cloruro de polivinilo blando y el pol iisobutileno, entre otros. Son compuestos orgánicos de carbono , macromoleculares, obtenidos a partir de petróleo y gas natural (industria petroquímica). con excelentes cualidades químicas y físicas , entre las cuales cabe mencionar s,u elevada dilatabilidad, su notable inalterabilidad qulmica y su fácil y pulcra elaboración. Estos termoplásticos o pl astómeros, como también se les llama , son materiales moldeables dentro de una determinada gama de temperaturas. Su cohesión interna se debe principalmente a la polimerización, es decir, al enlace o anexión de moléculas de igual naturaleza en forma de cadenas. Con la elevación de la temperatura se aumenta la movilidad de tal cohesión, Si bien las propiedades de estos materiales varían con la temperatura, dentro de las fluctuaciones normales causadas por las condiciones atmosféricas no experimentan ninguna modificación permanente. Su resistencia mecá nica puede, además, elevarse adicionalmente aplicándoles almas de tela de fibra de vidrio, o disponiéndola en capas alternadas de ambos materiales. La gama de tem peraturas de empleo oscila entre - 30 0 Y + 800 C. Por efecto del frío , las láminas van siendo progresivamente más duras, cosa que, sin embargo, no puede conducirlas a la rotura antes de que el descenso de temperatura llegue al nivel de - 300 C y bajo la acción de dobleces muy bruscos. Al calentarse aumenta su plasticidad, con lo cual puede moldearse bien la hoja. Calentándola un poco más (por encima de los 200· C) se rebland ece el material de las hojas en tal forma que puede soldarse en ca liente.
SíMBOLOS PARA REPRESENTAR GRÁFICAM ENTE UNA IMPERMEABILIZACiÓN Representación general
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•__C::J__
Impermeabilizante en la obra
En general , no obstante, el material se "suelda en frío" a la temperatura normal mediante la llamada "soldadura con disolventes", dejándolo en forma de planos de impermeabilización homogéneos de gran superficie: las tiras parciales se atacan en su unión solapada con un disolvente, que provoca el hinchamiento de las partes atacadas, y luego se comprimen estas partes una contra otra. Este materia l impermeabilizante se utiliza sólo en capas únicas de determinado espesor (0.3 a 3 mm); sobre superficies horizontales se dispone sencillamente suelto o bien se fija en algunos puntos mediante betunes especiales: sólo sobre superficies verticales se pega íntegramente por toda la superficie. Ello significa que la estanquidad de un impermeabilizante depende, a fin de cuentas, de la forma cómo han sido ejecutados los puntos de costura y de unión de dichas capas únicas. Hay que tener presente que la mayoría de tales hojas de impermeabilización y de impermeabilizantes a base de m aterias bituminosas se hinchan y destruyen gradualmente en contacto con bencinas, grasas, aceites, varios disolventes de barnices, yadhesivos con contenido de alquitrán. Sin embargo, no experimentan hinchazón alguna por la acción de aguas naturales, ácidas o alcalinas, por lo cual es innecesario que queden aprisionados entre elementos constructivos rígidos en estado de montaje. Son imputrescibles y resistentes incluso a·la acción del oxígeno, es decir, al envejecimiento. Re specto a la duración de esas hojas, hay que decir que las experiencias con ellas realizadas abarcan un período de treinta años. En hojas colocadas en 1939 para la obturación de filtraciones en galerías de mina en las que hace poco tiempo hubo que hacer obras en el curso de unas reformas, no se observaron, a pesa r de la permanencia en terrenos muy acuíferos, alteraciones de ninguna clase, ni de su aspecto exterior, ni de sus propiedades mecánicas. Estas comprobaciones están de acuerdo con las consecuencias que de la estructura química del material bá sico de las hojas pueden ser deducidas. Los resultados de los ensayos en curso con las láminas de oppanol en duras condiciones químicas justifica n ia afirma ción de que el material en cuestión puede ser considerado como de duración ilimitada . Respecto a su combustibilidad, este material se comporta como las mezclas de goma.
Representaciones part iculares Capas de pintura (de preparación)
I I I ! ! I ! ! ! ! ! I I I I I ! 1I 11 I I
Capas de pintura (de acabado) V pastas adhesivas
Pastas extendidas con espátula
Cartones simples
Lienzos aislantes con inclusión de cartones-fieltro
Lienzos aislantes con inclusión de tiras de tela
; \2 S l \ " "
J \ J \2\1
\/ \/S
••••••••••••••
•••••••••• '\1\1\1\1\/\/\1\1\1\
Lienzos aislantes con inclusión de cintas metá licas
Lienzos aislantes con inclusión de hojas de plástico
Láminas u hojas de plástico TIras metálicas sin capas de revestimiento
Rellenado de juntas
Asfalto fundido
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Revoque hidrófugo Las obturaciones contra la humedad del terreno se pueden reali zar también con mortero hidrófugo. Se trata de un mortero de cemento cuya cualidad impermeable procede de la adición y mezcla en pasta de un material obturador, como " Ceresit" , " 5ika " o 'Tri cosa'" . La composición del mortero es 1 de cemento por 2 O 3 de árido. Este último debe componerse de granos de 3 mm como máximo y los granos finos, hasta 1 mm deben representar el 55% del total. El material harinoso cuyo grano es inferior a 0 ,2 mm debe estar presente en un 20%. El revoque con este mortero debe aplicarse con un espesor mínimo de 20 mm yen dos capas, la primera de las cuales no debe haber fraguado para cuando se extienda la segunda. Si hay que interrumpir el trabajo, debe solaparse la siguiente etapa unos 20 o 30 cm con la anterior. Si se prevé un pintado final , hay que frotar la pared. pero no alisarla o pulirla. Hormigón hidrófugo l¡! defensa contra la humedad del terreno y la presión del agua puede lograrse mediante muros y sue los impermeables ejecutados con hormigón hidrófugo. Para cimentaciones y sótanos (cuando no es posible la impermeabilización horizontal) , construcciones sumergidas, piscinas, etc., es el sistema má s apropiado. El hormigón hidrófugo se emplea asimismo en los paramentos de hormigón visto, en las industria s y en general allí donde son de prever agentes agresivos, en la composición del aire o disueltos en la humedad que precipita , que podrían atacar químicamente al hormigón y a la armadura . Como los aditivos obturantes penetran íntimamente en el hormigón, re sulta muy prácti co aplicarlos cómo barniz incoloro o im pregnar la superficie de las piezas (p. ej .. con fluatos ). De todos modos, con hormigón hidrófugo no deben hacerse piezas, que trabajen a flexión , ya que en ellas se producen inevitablemente grietas capilares a través de las cuales puede ascender la
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humedad y substancias nocivas. Para contrarrestar el efe cto capilar de las grieta s, lo único que ofrece seguridad es dar una mano de pintura impermeabilizante a la superficie. El hormigón hidrófugo sólo puede redundar en una economia de otros dispositivos de mayor alcance cuando es posible ejecutarlo con una escrupulosa dosificación. Los áridos deberán cumplir con buena aproximación las curvas de tamiz que señala la norma DIN 1045 (véase pág. 165). Se operará con grava de diámetro máximo 30 mm, se contará con arena, en proporción de un 50%, de diámetros entre O y 7 mm, más un 5% de material pulverulento de grano inferior a 0 ,2 mm , porcentajes todos ellos referidos al total del peso corresDo ndiente a los áridos.
JUNTAS DE ENCOFRADO EN EL HORMIGÓN HIDRÓFUGO.' JUNTA ENTlIf PARED Y LOSA DE BASE, EN UN SÓTANO EN FORMA DE CUBA O FOSA
BANDA O FLEIE DE UNA JUNTA 'DE DiLATACiÓN
Hormig6n hidrófugo
Protección contra la humedad ascendente del terreno La hu medad contenida en el terreno, tanto si procede de las aguas pluviales, de la nieve o de las aguas de servicio. como si es aspirada de las capas del terreno humedecidas por el agua subterrán ea . trata de penetrar en aquellas partes de la obra que descansa n en el suelo (cimientos, paredes de sótanos) y de ir subiendo por ellas. La porosidad y el poder absorbente de los materiales dan la medida de la impregnación de humedad . Como ésta siempre pasa de los poros grandes a los pequeños (y nunca al revés) ti ene gran importancia la disposición de unos poros respecto de otros. En bodegas y sótanos donde es necesaria mucha humedad (p. ej . en bodegas donde se guarda vino o ...cerveza) ofrece ventaja que los poros pequeños estén hacia la parte inferi or y los mayores haci a la cara ·exterior de las paredes. En tales sitios sería una equ ivocación impermeabiliza r las paredes, pero en cambio es necesario cerrar el paso a la humedad hacia arriba e impedir su acc~so a los pisos superiores. Las paredes de las bodegas deben estar inmunizadas, aun en tales condiciones, contra las heladas, debiendo ser cuando menos de un hormigó n del tipo Bn 250 o de mampost eria de piedra natural y aglomerante hidráulico. Los locales situados en sótanos en los que haya que almacenar géneros a los que pueda pe rjud icar la humedad, o donde tengan que residir de manera permanente personas, deben tener paredes y pavimentos impenetrables a la humedad o bien impermeabilizados. La impermeabilización no sólo debe cerrar el paso a la humedad hacia las paredes, sino protege r también a éstas contra el ataqu e de substancias nocivas procedentes del terreno. Una buena imperm ea bilización permite al mismo tiempo el empl eo en las paredes de materiales de constru cción que, si bien son suficientemente resistentes para soportar las ca rgas, no serían resistentes a la acción de las heladas cuando están impregnados de humedad (como el hormigón tipo Bn 100 Y el Bn 150). En este caso, la estabilidad y duración de una obra dependen inmediatamente de la calidad y del cuidado con que se haga la imperme abilización.
Impermeabilización horizontal en paredes Tira .Iática in"rpuata
Para presiones de agua importantes se necesita hasta un 10 % de peso del árido más fino . Si esta condición no puede cumplirse con el árido natural suministrado, se añadirán piedra molida , harina de cuarzo, trass o cualquier otro t ipo de polvo mineral para el relle"no de poros. La proporción de cemento deberá ser > de 300 kg/m' de hormigón. Un hormigón de composición inadecuada no se deja impermeabilizar ni con barnices especia les. Las substancias hidrofugantes no deben perjudicar las demás cualidades del hormigón. Debe tratarse de materiales autorizados. Los hidrofugantes actúan rellenando y taponando los microporos que se encuentran en el seno del hormigón·, fomentan una más completa hidratación del material y con ello ayudan a la cristalización posterior del engrudo cementoso, cuando se verifica el proceso de secado o fraguado. Por otra parte, gracias a la finura de su grano penetran también én los poros normales, rellenándolos. Ocasionalmente, es necesaria cierta absorción previa de agua, a fin de que los aditivos que rellenan los poros se hinchen , taponándolos por completo, con lo cua l se completa su misió n hidrófuga incluso contra presiones de agua elevadas. Los otros impermeabilizantes sólo actúan rechazando el agua, pero no obturan los poros en el seno de la masa y por ello permiten la difusión del vapor de agua y el paso de la humedad. Para impedir la formación de grietas de retracción o de fatiga , que en hormigón hidrófugo tiene enorme importancia, deberán dejarse juntas elásticas de dilatación rellenas de material plástico, con el cual se dispone de gran vari edad de gruesos y resistencias que facilita n el empleo más adecuado en cada tipo de solicitación.
En los edificios no excavados (plantas bajas) también hay que proteger. tanto las paredes exteriores como las interiores hasta los 30 cm de altura sobre el nivel del terreno, contra la humedad ascendente. En las paredes exteriores de los sótanos hay que disponer dos capas de barrera, una sobre .el nivel del piso del propio sóta no y otra por debajo de su techo que deberá quedar unos 30 cm por encima de la cota del terreno exterior (a la altura de las salpicaduras de agua). Si la capa más alta quedase por debajo del nivel del terreno exterior, habrá que disponer otra capa suplementaria a la altura mencionada de las salpicadu ras. Para las paredes interiores de los sótanos basta, normalmente, una capa de barrera 10 o 15 cm por encima del nive l del pavimento, pero se recomienda disponer también la capa por debajo del techo en estas paredes, aunque no venga exigido por la norma DIN 4117. Estas capas de barrera altas protegen al techo y a todos los paramentos verticales en prolongación de los del sótano que quedan por encima de dicha capa -barrera de la humedad que podría ascender a causa de alguna fisura o defecto de las capas verticales de impermeabilizació n periféri ca o de la propia capa-barrera inferior o bien de la presencia de aguas de inundación o condensaciones anormales tras lluvias muy copiosas. Al disponer la capa de barrera horizontal por debajo del techo del sótano, antes de construir éste, hay que dejar por lo menos la altura de una hilada de ladrillo entre la capa y el techo. Aunqu e para esta imperm eabilización no es necesario el concurso de un especia lista , hay que tener sumo cuidado en la correcta ejecución de la misma , ya que el más pequeño fallo puede acarrear graves perjuici os al resto de la obra. Normalmente estas capas de barrera horizontales están constituidas por cartón alquitran ado, lienzos u hojas de material plástico, que sepa ran por completo el elemento constructivo en dos partes. Las hojas o capas no deben sujetarse por debajo ni entre ellas, a fin de conseguir mayor resistencia al rozamiento. Cuando se requiera por motivos de estáti ca podrán disponerse escalonadas con lo cual el mu ro
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ESQUEMA DE IMPERMEABILIZACiÓN CONTRA LA HUMEDAD ASCENDENTE DEL TERRENO EDIFICIOS SIN SOTANOS
Retorno d. la capa imperme abilizanle para. impedir que la humedad pase al revoque
Forja.do por debo.jo de la altura. de hu sa.lpicaduras
Forjado por encimo d. la. altura de las salpicadunu
Solado de una nave industrial Forjado sobre lecho de grava gruesa. si el terreno no es campado. En caso contrario. losa de hormigón hidrófugo o pavimento d. mortero hidrófugo
Encima de la capa impermeabilizonle se extienden el aislamiento térmico y el pavi mento
EDIFICIOS CON SOTANO Forjado de la planta ba.ja. por deba.jo del nivel de salpicaduras
Forjado de la. plantel baja por encima. de la altura. de la.s
salpicaduras. Todas lcu copos de obturación verticales deben retornane y unine Q las horizontales precisamente Q la mismo altura de lcu salpicaduro.s
Ademas de prolonga.r el revestimiento de la pared hasta la altura de las salpicaduras, se efectúo un empalme a.d icional con una ca.pa horizontal por debo.jo del forjado
~m~...E~;:====~~~==:
En suelos no compactos debe
extenderse con lecho de grava por debajo del forjado del sótano.
En coso contrario lxuta con uno impermeabiliza.ción adicional
podrá hacer frente a cargas horizontales sin peligro de que la capa actúe como plano de deslizamiento. En este caso la hoja debe mantenerse continua aunque forme codos y cantos. Por encima de lo prescrito en las normas es aconsejable que en lugar de emplear bandas de cartón tipo 500 se empleen lienzos impermeables solapados 10 cm o se usen dos bandas de cartón 333 superpuestas de manera que las juntas de la banda superior y las de la banda inferior queden alejadas por lo menos 1 m. Este sistema ofrece mayores garantías contra posibles desperfectos y anula toda posibilidad de efecto capilar, que en el solape mínimo de 10 cm pudiera producirse comunicando humedad al muro. las superficies del paramento vertical sobre las que van a aplicarse las capas de berrera deben ser bien horizontales y lisas, a fin de que los lienzos o cartones no sufran perforaciones. Si es necesario se extenderá un lecho de mortero para alisarlas. Las capas deben extenderse hasta alcanzar el enlucido interior a fin de que no pueda producirse a través de éste ningún puente de humedad.
En las paredes de hormigón apisonado, la capa impermeabilizante inferior se colocará después de hormigonar y apisonar la primera capa Ide unos 30 cm de altura'. En paredes de obra de ladrillo, de los sótanos, la capa de barrera se colocará sobre una, dos o tres hiladas. En los muros de mampostería ordinaria , por la aspereza y desigualdad de las capas de piedra hay que nivelar la superficie y alisarla bien con mortero antes de colocar el cartón. Cuando la estructura es de hormigón armado, y las capas de impermeabilización horizontal no pueden colocarse a causa de las armaduras, entonces se recurre a la utilización de hormigón hidrófugo en las paredes del sótano. Asimismo deberán hacerse de hormigón hidrófugo las impermeabilizaciones verticales de las paredes exteriores, aunque no hay que olvidar la necesidad de dar una mano de pintura bituminosa para tapar posibles grietas capilares por las cuales podrian penetrar desde el terreno la humedad y otros agentes nocivos para el hierro y el hormigón.
del techo so!picadurCII d. a.gua. Hormigón d. revestimiento
Enlucido d. ., pinturo protectora
bpocio para . . . . . . . . .. \'nlboiM
\
I
I I I
Enlucido
d. cemento y pintura.
proledora.
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Espacio para troba;or
I
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L __ -J.!I!sIJlRll\'lllIl\Wll!l'"
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PintGdo d. protecci6n
Impermeabilización de suelos
Revoque hidrófugo con pintura. asf6Jtica.
Los suelos de las salas de estar, como los de las cavas o bodegas deben, por igual, mantenerse muy secos y requieren ambos una protección contra la humedad ascendente. Si el .terreno sobre el que se asienta el edificio es permeable, existe poca humedad atmosférica y el nivel de aguas freáticas es muy bajo, resulta suficiente un encamado o lecho de grava gruesa de 15 a 20 cm de espesor. Bajo condiciones más desfavorables de humedad y para locales habitados permanentemente. dotados de un pavimento completo Que deba proporcionar a su vez una protección térmica suficiente. hay que pensar en otras medidas espedficas para la impermeabilización. La impermeabilización del suelo se enlazará _por los bordes, retornándolos hacia arriba, con las capas de barrera horizontal de las paredes. A ser posible se mantendrá este enlace de manera continua, redondeando codos, cantos y rincones en triedro según escocias de 4 cm de radio. Una capa de hormigón hidrófugo de 10 cm de espesor. como mínimo, puede utilizarse directamente sobre el terreno de asiento. sin mayores precauciones. También puede emplearse ladrillo vitrificado en dos ca pas a rompejuntas con mortero del grupo 111 sobre lecho de mortero extendid~ encima del terreno apisonado. Las coberturas u hojas. los impermeabilizantes aplicados con espátula y los pavimentos de barrera. cuyo espesor mínimo deberá ser de 3 cm, requieren todos una base prev ia de hormigón pobre de 8 cm de espesor mínimo o un solado de ladrillo a sardinel alisaqo posteriormente con una lechada de mortero. Los
IMPERMEABILIZACiÓN DEL SUELO EN PLANTAS BAJAS En terrenos no compado. y nivel fraótico muy profundo · .s-suficiente:
losa. de hormigón hidr6fu'go a.rmado ~ 10 cm sobre capa. de nivelación de hormigón pobre ;:;¡; 8 cm
Revoque hidrófugo con pintura. casf4Jtica Pavimento m6.s seco pa.ra sótanos y cava: Pavimento protedor de cemento ~ S cm con la superficie impermeabilizada (P. ej. aplicando pintura con fluatos) . Papel engrasado sobre dos capas de cartón casfáltico 500, losa de hormigón con la su pemc;' pulida y alisada
VestfbulOl y salas de estar
T ¡;¡ "
Suelo de penquet de madera de haya o linoleum sobre pavimento de reparto de cargos ti::: 5 cm papel engrQSQdo Dos copos de lana mineral a junta a.lfernadas, =- 1 cm Dos capas de cartón asfáltico sao sobre betún extendido a esp4tula. Losa de hormigón armado con la superficie ali$4da encachado de piedra. grava y fUena
Losa de hormigón hidrófugo sobre lecho de arena ;;;: .. cm Revoque hidrófugo
Para cavas y bodegas (donde interesa humedad) : Dos o m6.s hiladas de ladrillo refradario o recocho recibido con mortero del grupo 111 lecho de arena ;¡: .. cm
Revoque hidrófugo
Pavimento hidrófugo t:= 3 cm lOI4 de hormigón ~ 10 cm lecho de arena ~ .. cm
Encima de la 1014 de hormigón se extenderán pavimentos impermeabilizaR tes. hojas de obturación O capas aplicadas a espdtulo hasta un grueso !;: 10 cm
cartones tipo 500 o mejor. en doble capa del tipo 333 . así como las hojas o lienzos impermeabilizantes deben extenderse con solapes de 10 cm, como mínimo, entre bandas. Dichos solapes se pegarán en toda su superficie utilizando colas bituminosas como adhesivo. Tambi én pueden emplearse capas de pasta asfáltica extendida con espátula. con la que se trabaja en caliente y en dos pasadas, cada una de las cuales deberá ser de 6 mm de espesor mínimo. Tanto a los recubrimientos con láminas como a las aplicaciones a espátula se les superpondrá una capa protectora de 4 a 5 cm espesor de hormigón de árido fino con un contenido de 300 kg/m' de cemento. En lugar de hormigón puede utilizarse como capa protectora asfalto fundido o un pavimento de losetas sobre lecho de mortero. Si hay que disponer una capa de aislante térmico, las placas aislantes se aplicarán directamente sobre el impermeabilizante, pero al proceder a la ejecución de la capa protectora final habrá que tener cuidado de que no se humedezcan aquellas placas nuevas, por lo que se recomienda cubrirlas con hojas de plástico o papel asfáltico.
Impermeabilización vertical de paredes exteriores Pavimento cemento armado: ;?: 5 en Capa impermeabilizadora Aislamiento térmico 8 cm Enlucido ~ 3 cm Capa impermeabilizadora Enlucida ' ;?: 3 cm losa de horm iR6n 8 cm Capa de arena 2-3 cm ReVOQue de ce mento I t--l----~------- estanco al agua
Para la impermeabilización de las superficies exteriores de las paredes periféricas de los sótanos se utilizan pinturas protectoras que llegan hasta la capa horizontal de barrera inferior que deben cubrir bien su junta y rebasarla un poco hacia abajo. La s pinturas protectoras deben formar una película continua y envolven te firm emente ligada a la superficie que cubre. Una superficie plana y limpia fa cilita el sostén y la integridad de la pintura . En las paredes de hormigón hay que limpiarlas de polvo y granos sueltos. Los muros de ladrillo deben revocarse. Tanto el hormigón como la fábrica de ladrillo y su revoque deben estar perfec-
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Peso del mato sólido kg fdmS 1)
Una capa
Dos capGS
Tres capGS
Solución a.sfcU!ica
"" 1,0
"" 0,3
-
-
Solución alquitr6.n de hulla
", 1,2
"" 0,3
-
-
MATERIAL IMPERMEABILlZANTE
Capa preporatoria (,ólo en frfo)
Capa de protecc.i6n apl icada en . fria
Capa de protección aplicada en calienle
Capa con esp6lula. en frfo Capa con esp6tulo. e n caliente
1,3
Emulsión a.sfdltica
1,1
Emulsión alquitr6.n de hull~
1,4 a 1,6
a
Can'idad empleada 1) en kg / m' para
'" 0,3 ",,0,3
1,0
Solución alquilr6.n de hulla
1,2 a 1,9
Emulsión asf!1ltica
1,1
a 1,3
Emulsión alquitr6.n de hulla
1,4
a 1.6
Asfalto, ,in rellenar, o rellenado
1,0
a 1,5
-
Alquitrdn de hulla sin rellenQr o rellenado
1,2 a 1,8
-
Asfalto, disuelto o emul,ionado
1,1
a
Alquitrdn de hulla disuelto o emulsionado
1,4
a 2.0
1.8
Asfalto, rellenado
... 2.0
Alquitr6.n de hulla , rellenado
'" 2.0
1
0)5 a 1.0
a 1,6
Solución csf6.ltica
Ciclos trabo
-
-
0)5 a 1,15 1,15 a 1,5 1,25 a 1,9
2,5
a 3,5
-
2,5
a 4.0
-
2,5
a 4,0
2,5
a 4.0
20,0
a 30.0
20.0
a 30.0
3
-
2
2
2
') Los materiale, de impermeabilizoción sin re llena r se acercan a los valores inferior., indicados ; los material.s rellenados, a los valores superiores.
tamente endurecidos y libres de eflorescencias para el momento de aplicar la pintura, de otro modo podría desprenderse la película en ciertas zonas. Las pinturas se dan normalmente en dos o tres manos con brocha ancha o cepillo. Cada mano debe estar seca antes de que se aplique la siguiente. los trabajos deben interrumpirse cuando llueve. . La duración de estas pinturas impermeabilizantes es limitada; es conveniente pues, que la obra de fábrica tenga ya de por sí una cierta resistencia e inalterabilidad o por lo menos que vaya defendida por un enlucido protector de cemento. Es aconsejable un cuidado especial al proceder al relleno con tierra de la parte inmediata a las paredes. El vertido no debe empezar hasta que la pintura se haya secado y endurecido; las partes que no hayan quedado completamente cubiertas, se pintan de nuevo. Al efectuar el relleno se evitará todo deterioro de la capa impermeabilizante por rozamiento o arranque. Es conveniente que en inmediato contacto con la superficie pintada sólo haya barro, arena o tierra, con exclusión de gravilla o grava, tanto si es de trituradora como si es de río. Mayor resistencia frente a posibles deterioros presentan la's pastas asfálticas extendidas a espátula o los lienzos u hojas de recubrimiento. Las pastas se aplican en dos pasadas de espátula , cada una de ellas de 3 mm de grosor mínimo, sobre una capa de preparación o imprimación fluida aplicada en caliente. Los lienzos u hojas de recubrimiento se disponen en una o dos capas. Su empleo se recomienda sobre todo en terrenos poco permeables como medida adicional de seguridad, combinándolas con un sistema de drenaje, y en regiones húmedas, con abundante condensación, son aconsejables incluso aunque el terreno sea permeable. La manera mejor y más eficaz de mantener secas las paredes exteriore s que penetran en el terreno es, sin embargo, disponer capas de drenaje y aireación O bien mantener el terreno completamente alejado de la pared del sótano por medio de muros de sostén. Mediante ladrillos huecos o planchas onduladas se añade a la posibilidad de aireación también la de drenaje. Su empleo no exime, no obstante, de aplicar la correspondiente pintura impermeabilizante a la pared - al contrario de lo que ocurre si se utilizan pozos de aireación o iluminación, de altura igual a la de la pared, con empalme en el desagüe.
humedecido, o de la nieve y del hielo sobre él existentes. La parte expuesta a helarse abarca todo el perímetro de paredes ex teriores hasta una profundidad bajo tierra de 0 ,80 a 1,20 m yellímite superior se considera el de las salpicaduras de agua (unos 0 ,30 m sobre el suelo exterior). Esta parte de las paredes de sótanos debe hacerse en todo su espesor con un material adecuado o bien dotarlas de una protección mediante un revestimiento de placas resistentes a los agentes atmosféricos e impermeables, con revoques de hormigón o con enlucidos de cemento. Las capas de pintura o enlucidos bituminosos, por sí solos pueden ser estropeados mecánicamente con excesiva facilidad . El hormigón de revestim iento se fabricará con una dosificación de cemento más alta y agregando algún agente impermeabilizante o que le dé mayor compacidad. Los áridos pueden elegirse entre diferentes clases de gravilla triturada . El revoque de hormigón se suele hacer de un espesor de unos 4 cm, y después de endureddo se hará labrar su superficie por el cantero. O, mejor aún, se tratará como hormigón visto para preservarlo de las grieta s capilares que podrían producirse en la prosecución de los trabajos. Si se coloca al zóca lo un revestimiento de ladrillos vitrificados, dehe situarse a cierta distancia delante de la pared . La caja de aire que se produce debe estar en comunicación con el aire exterior y dotada de desagüe. Si los ladrillos se ponen en contacto directo con las paredes de los sótanos, es de temer que se produzca una impregnación de humedad en el zócalo. La superficie vitrificada del ladrillo no enlaza bien con el mortero de cemento. Al fraguar ya se producen grietas capilares por las cuales la humedad penetra hacia los poros mucho más finos de la obra de fábrica que está detrás. . Los techos macizos de sótanos, si no hay una razón que obligue a ello, no deben atravesar por encima del zócalo sobresaliendo hacia afuera, ni siquiera hacerse visibles sobre . el mismo. Es mejor que la superficie del zócalo termine debajo de la capa horizontal superior de barrera que corona la pared exterior del sótano. Una obra exterior delante de la base de apoyo del techo ofrece al enlu cido exterior el apoyo conveniente y además tiene la ventaja de que, como todos los demás techos macizos de pisos, puede impedir o retardar mediante una placa aislante la fuga de calor de los elementos que forman el techo.
Impermeabilización a nivel del zócalo
Protección contra el agua superficial en las construcciones a media ladera
La parte más amenazada es siempre el zócalo del edificio. Está expuesto tanto al agua que baja a lo largo de las paredes de los pisos como a la que salpica del suelo o que procede del terreno
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En las construcciones situadas a media ladera hay que prever la posibilidad de la llegada de aguas procedentes del lado de la
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montaña . No basta en tales casos la protección con enlucidos de cemento y pinturas impermeabilizantes. Como medida complementaria debe disponerse una zanja de drenaje que recoja el agua y la conduzca lejos de las paredes de la casa . El agua que desciende por el terreno en pendiente es recogida en la zanja y, al nivel de los cimientos, es captada por tubos de drenaje y alejada de aquel sitio rodeando la construcción. (Los tubos de drenaje son tubos cerámicos porosos. muy cocidos. de 33 cm de longitud, con diámetros de 4 a 20 cm ; se colocan sueltos, sin cerrar las juntas. unos a continuaci~~m de otros y en pendiente.)
PROTECCiÓN CONTRA EL AGUA DE TERRENOS A MEDIA LADERA MEDIANTE ZANJAS DE DRENAJE
repercutirán en niveles de temperatura distintos. Precisamente las paredes enterradas. aparte de la zona a que alcanzan las heladas, presentan una temperatura media anual (en ciertos climas) de 7° e lo que las hace lugar preferente para la formación de aguas de condensación. Especialmente en verano, cuando la temperatura del aire es más alta y existe mayor humedad relati va . las paredes y suelo pueden aparecer cubiertos de agua de condensación. Estos locales huelen en seguida a moho y presentan formaciones de hongos. Para solucionar este inconveniente es necesario dotar a estas paredes y suelos subterráneos. no sólo de una impermeabilización completa sino también de una protección térmica adecuada . Las paredes interiores también deben acondicionarse, ya que por ellas asciende el frío del suelo desde 105 cimientos. En estas paredes se requiere un revestimiento térmico hasta 30 cm, por lo menos, a partir del nivel del pavimento. Si las paredes exteriores están en contacto directo con el terreno, el aislamiento térmico deberá remontarse hasta pasados 30 cm, como mínimo. por encima del nivel exterior del terreno. Para este tipo de revestimientos son especialmente adecuadas las esteras de lana mineral colocadas sobre hojas de cartÓn " respirantes".
Protección contra el acceso del agua subterránea y del agua a presión
-en terrenos a mediel laderel Zanja de drenaie
--
lado del monte
Zanjo. de drenaje
Tubo de drenaje
Fosa perir'rica aprovechada pOra lel iluminación
Enlucido de cemento con pintado de protección
Mejor y más segura es una protección con materias impermeabilizantes o termoplásticas como las que se describen más adelante. También pueden recogerse y canalizarse las aguas que afloran del terreno abriendo una zanja periférica (utilizable como trinchera o pozo ampliado de iluminación) formando talud o con canalización de desagüe. El punto más alto del fondo de dicha zanja no debe sobrepasar el nivel del suelo del sótano.
Medidss sdicions/es bsjo e/ terreno En semisótanos o sótanos semienterrados habitables hay que acondicionar de distinta manera los pavimentos y las paredes que quedan en contacto con la tierra y las super:ficies que tienen sólo contacto con el aire. dado que sus respectivas condiciones
Cuando una parte de una obra cae por debajo del nivel máximo de las aguas subterráneas, es preciso, si quiere impedirse la penetración de esas aguas, construirla en forma de cuba impermeable. la misma medida puede hacerse necesaria en sitios muy llanos de terreno compacto, donde resulta imposible evacuar el agua canalizada por una zanja de drenaje. En estos lugares, al abrir zanjas para los trabajos de construcción y rellenarlos posteriormente, se dan condiciones que equivalen a las de las paredes de una pileta o piscina . En la fosa rellena, aunque esté apisonada la tierra vertida . ésta no llega a alcanzar la compacidad del terreno natural ; cuando llueve se produce una acumulación de agua filtrada que presiona sobre las partes enterradas del edificio de manera semejante a si estuviesen sumergidas en agua. Un cuerpo sumergido en un liquido experimenta una presión uniforme perpendicular a sus caras. Según el principio de Arquímedes t al presión depende de la profundidad de su inmersión, o sea de la altura hidrostática de la columna de agua. con independencia de la cantidad de agua que rodee al cuerpo. Las medidas de impermeabilización si~ple estudiadas no ofrecen suficiente resisten cia contra esta presión hidrostática. En los terrenos a media ladera . puede aprovecharse la pendiente y eliminar las aguas de fil tración mediante una zanja de drenaje periférica, antes de Que se forme agua estancada. Pero en los sitios muy llanos, al no existir fa cilidad para la evacuación, deberá rodearse todo el edificio que quede por debajo de la cota del terreno de una forma ción de cuba impermeable, a menos que se renuncie a la construcción de sótanos. Sólo bajo estas condiciones pueden evitarse 105 sótanos húmedos en gran medida e inaprovechables periódicamente. Antes de empezar estos trabajos de impermeabilización es necesario que la excavación de aquella parte del edificio que hay que hacer hermética contra la entrada de aguas sea agotada y desecada. Cuando se efectúa la desecación mediante el descenso del nivel de las aguas subterráneas o mediante el agotamiento a cielo abierto, hay que disponer siempre de bombas de repuesto con objeto de evitar que una interrupción eventual o una averia de las bombas de servicio pueda dar lugar a una irrupción del agua en la excavación. poniendo en peligro los trabajos de aislamiento e impermeabilización. Un pozo con filtro tubular en la zanja puede servir para la misma finalidad . Si falla repentinamente la instalación de agotamiento, el agua, que desde abajo ejerce presión contra la solera , puede penetrar en la excavación o fosa por la abertura del pozo e inundarla . Así se evita un levantamiento y . deterioro de la impermeabilización de la solera . El mejor tiempo para efectuar estas obras de cimentación es el otoño, que es la época en que puede preverse el nivel más bajo para las aguas subterráneas. Para la desecación de zanjas véase pág. 13.
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Cubas o fosas flstancas U! posibilidad de llevar a cabo la construcción de una cuba o fosa estanca como barrera contra aguas que impregnan el terre-
no del:1e tenerse en cuenta desde la planificación de la obra. Los trabajos de obturación e impermeabilización deben llevarse a cabo por casas especializadas. puesto Que únicamente un trabajo cuidadosamente ejecutado puede garantizar una perfecta y duradera obturación contra las infiltraciones de agua ; si posteriormente hay que reparar averías, muchas veces sucede que tales reparaciones. o son imposibles, o sólo se consiguen a costa de elevados gastos. El cierre y obturación únicamente puede soportar los esfuerzos perpendiculares a su plano. Para contrarrestar esfuerzos distintos, que pueden provenir de grietas de dilatación, asentamientos o sacudidas, es condición previa indispensable dimensionar correctamente y acondicionar los elementos estructurales contiguos a la capa impermeable cuya eficacia se desea duradera; en especial si los bloques de cimentación han tenido que hundirse en busca de terreno más firme y quedan por debajo de las capas inferiores de obturación. Las medidas de impermeabilización deberán alcanzar hasta 30 cm por encima del máximo nivel de las aguas subterráneas entendiendo que como dicho nivel habrá de tomarse la máxima de todas las observaciones anuales. Si el terreno es compacto, debido a la presión de aguas estancadas, habrá que llegar hasta por lo menos 30 cm por encima del nivel definitivo del terreno. La hoja o pelfcula impermeable siempre debe aplicarse sobre la cara exterior de la obra de fábrica , que cierra los sótanos, para que resulte constantemente comprimida por el agua subterránea contra las paredes en cuestión. Esta obturación "exterior", sin embargo, si ti ene que realizarse mediante trabajos posteriores sobre una obra ya existente, solamente puede llevarse a cabo, en general, mediante gastos considerables. En tales casos, cuando una subida del nivel de las aguas subterráneas hace indispensable la aplicación ulterior de una protección impermeable a las paredes de unos sótanos, se recurre a la aplicación de la hoja impermeable por la parte interior de la obra de fábrica . Esta "obturación interio,' sólo puede emplearse como recurso y nunca debe aplicarse a construcciones de nueva planta . En caso de obturación o impermeabilización exterior, la hoj~ impermeabilizante está colocada en la parte exterior de las paredes de la cámara a proteger. La realiza ción de una construcción subterránea protegida contra infiltraciones y en la cual la lámina o peticula impermeable se aplica y fija en el paramento interno de una pared de protección constru ida previamente, se lleva a cabo según la s siguiente s operaciones:
1. Aplica ción de una losa o solera de hormigón árido de 15 a 20 cm de espesor, enlazada con los cimientos y como base
de apoyo de la obturación impermeable. 2. Construcción de una pared de media asta o citara como pro-
tección y apoyo de la lámina obturadora. y que debe subir hasta unos 30 cm como mínimo por encima del máximo nivel de las aguas subterráneas.
3. Alisado de la superficie de apoyo del impermeabilizante (en la solera y en las paredes de protección) por medio de un revoque de mortero de cemento o un enlucido con cemento /
solo. Los ángulos y esquinas deben redondearse. 4 . Fijación y adherencia de la hoja impermeable de obturación. 5. Colocación de una capa aislante (cartón asfáltico simple. papel parafinado, etc.) para evitar que se pegue a la capa protectora que llevará encima.
6 . Colocación de la capa protectora de unos 5 cm de espesor sobre la lámina de obturación.
7. Hormigonado de la solera de los sótanos (con hormigón en masa apisonado o con hormigón armado).
8. Construcción con hormigón o con obra de fábrica de las paredes del recinto de los sótanos. Ventaja : La lámina o película obturadora , que forma un conjunto cerrado y continuo, puede ejecutarse en caso de excavaciones estrechas y sin espacio de trabajo fuera del perímetro de la
obra.
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Pared de protección ~Sol e ra de los sóianos
Capa protectora ELámina obturadoJ'Q ...... Enlucido Sase de apoyo de la obturación impermeable
Inconvenientes: Una vez terminada la cuba o fosa ya no es posible .Ia reparación o mejora de los desperfectos que puedan sobrevenir en la obturación de las paredes, puesto que la lá-
mina impermeable queda pegada a la pared protectora y al desprenderla de ella se rasga y estro·pea. La ejecución de una cámara de sótanos o cuba protegida contra
las aguas subterráneas y en la que haya que aplicar. desde el exterior, a su pared de recinto la lámina o película impermeabilizante se lleva a cabo como sigue:
1. Aplicación de una losa o solera de hormigón árido de 15 a 20 cm de espesor, enlazada con los cimientos y como base
de apoyo de la obturación impermeable. 2. Alisado de esta base de apoyo. 3. Fijación y pegado de la lámina obturadora impermeable. cuando menos hasta 30 cm más allá del paramento externo de la pared del sótano y con pendiente hacia arriba .
4. Colocación de una capa aislante (cartón asfáltico. liso. papel parafinado. etc.) para impedir la adherencia con la capa de protección.
5. Aplicación de una' capa de protección sobre la lámina obturadora , con un espesor de unos 5 cm. 6 . Hormigonado de la solera de sótanos (con hormigón armado o sin armar). 7 . Construcción con horm i9ón o con obra de fábrica de las paredes de recinto de los sótanos o de la cuba.
8. Alisado de las mismas. 9. Fijación y pegado de la lámina obturadora impermeable poniendo el m áximo cuidado en la ejecución de la unión con la obturación impermeable de la solera.
10. Colocación de una capa de separación sobre la lámina obturadora.
11. Hormigonado de la capa protectora sobre la junta de unión de las láminas obturadoras de la pared y de la solera. 12. Construcción de una pared de media asta , para protección, a la distancia de 4 a 6 cm ; relleno del hueco con mortero de cemento espeso (consistencia de tierra húmeda) bien apisonado, y terraplenado simultáneo de la parte posterior de la pared protectora.
Ventajas: Los trabajos de reparación o mejora en la lámina obturadora son posibles, porque como esta lámina está adherida a las paredes del recinto de sótanos, la pared protectora puede ser derribada o separada sin daño ni deterioro de la lámina impermeabilizante. La presión dei agua fomenta una mayor adhesión entre la cobertura impermeabilizante y las
paredes del sótano a las que va pegada. Inconvenientes : Es peligrosa la junta entre las obturaciones de paredes y de solera. Es necesario hacer mayor la excavación preparatoria de la obra, porque la junta mencionada sobre-
sale def perfmetro del edificio. Si la obturación se realiza por el interior, se aplica la lámina obturadora sobre el paramento interno de las paredes de los só-
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nivel del agua subterrónea
Pared d • • ,0,to
Hormigón (hormigón o::.~:~~)~ª j
Solera de los sótanos ;:'Capa protectora de S cm . ~ lámina obturadora :::: Enlucido de 2 cm 8ase de apoyo de la obturación impermeable
(15 a 20 cm)
tanos. La obturación interior es sólo una solución de recurso para la impermeabilización de obras ya existentes, y como tal debe ser considerada , porque tiene el siguiente inconveniente : El agua subterránea ejerce presión, a través de la solera y de las paredes de los sótanos. sobre la lámina obturadora y tiende a
Los desniveles mayores de 1 metro obligan a intercalar, en las pendientes de enlace, contra pendientes del 1 : 100. La pendiente de enlace puede en tales casos llegar a los 45° Si por razones constructivas no es posible dar ningún talud o pendiente, hay que asegurar la compresión de la obturación impermeable mediante anclajes de plato. Hay que contar con el asiento del relleno posterior. Con objeto de evitar una separación o desprendimiento de la capa impermeabilizante de la solera de los sótanos o losa superior, es necesario armar la base de apoyo de la obturación impermeable. En el caso de grandes cargas aisladas, conviene disponer rebajos en la losa de base (artesas o cubetas). la pared lateral de protección debe ser delgada y elástica (de un espesor de media asta para poder repartir con uniformidad la presión de las tierras y del agua sobre la lámina ob1uradora y para lograr la indispensable compresión - por lo menos en caso de impermeabilizantes bituminosos- entre la pared protectora (envolvente) .y las paredes de recinto o perímetro de la cámara de sótanos. Por estas razones, el relleno posterior de la envolvente debe efectuarse inmediatamente después de acabar la construcción de la cámara impermeabilizada y procediendo en esa operación con el mayor cuidado posible. En todos aquellos sitios en que no puede ejercerse una fuerte compresión de la lámina obturadora contra las paredes de recinto de los sótanos, por ejemplo en el caso de altas paredes protectoras aisladas, o en puntos en que por razones constructivas no es posible reali zar un relleno posterior suficiente, se tendrá que anclar la envolvente con la pared mediante anclajes de plato.
Enlucido i;m'>.'m.ob' . .... de los sótanos
desprenderla de la superficie a que está adherida. Así es que la lámina impermeable está siempre sometida a esfuerzos o tensiones hacia el interior de la cámara , que deben neutralizarse mediante la llamada cubeta interior. Esta cubeta o artesa interior consiste en una solera de suficiente peso que oprime la lámina impermeable venciendo la subpresión del agua , y en unas paredes de obra de fábrica , hormigón armado o sin armar que mantienen tensa la lámina obturadora lateralmente.
¡Contrapendi.nte 1 :
B..lIse fI(! apoyo y protección de la lámina obturadora de protección
Condiciones indispensables para la consecución de una impermeabilidad segura y duradera frente a aguas subterráneas son -prescindiendo del cuidado puesto en los trabajos de impermeabilización propiamente dichos- una base de apoyo de la lámina obturadora de material adecuado y una cuidadosa pretección de dicha lámina, que es muy sensible, antes de proseguir con los trabajos de obra de fábrica . Como esas cámaras protegidas contra las aguas subterráneas son difíciles de ejecutar, se procura ya en la planificación simplificar el trazado de la planta de la cámara evitando los ángulos y acodaduras en la base de apoyo de la obturación impermeable. la losa de apoyo o base de cimentación de la solera impermeable debe ser perfectamente plana. seca y libre de toda presión de agua antes de la aplicación de la lámina obturadora. las paredes de protección de obra de fábrica deben ser alisadas con una capa de mortero que tenga por lo menos 1 cm de espesor. La solera se recubrirá con un enlucido teniendo el máximo cuidado en matar y redondear todos los rincones y aristas. El radio de esos redondeos debe ser de 6 a 10 cm. los desniveles en la base de apoyo de la obturación impermeable deben ganarse, cuando sea posible, por medio de pendientes
de 300
k-Relleno posterior
__ -1
f
Los recintos de tablestacas, una vez construida la cámara impermeable deben quitarse porque también elejarían e impedirán la necesaria presión de las tierras y del agua sobre la envolvente. Las paredes de protección de ladrillo externas deben reforzarse con un tabique de media asta antepuesto para que la presión del agua se reparta lo más uniformemente posible sobre la lámina impermeabilizante. Las capas verticales de obturación deben separarse de las horizontales (interpuestas en el muro contra la humedad ascendente) mediante placas de cartón; asimismo las láminas verticales de obturación deben separarse cada 5 o 10m y en los ángulos dejando juntas verticales cubiertas con cartÓn bituminoso.
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Pa,-.d d. los JÓtanos
Ejecución de impermeabilizaciones resistentes a la presión del agua, a base de cartones bituminosos, lienzos impermeables y cintas metálicas Anclaj. d. plato
Con respecto a material y ejecución de impermeabilizaciones bituminosas resistentes a la presión del agua, es válida en general la norma DIN 4031; en caso de Que la presión de agua sea sólo exigua o bien de corta duración, también la norma DIN 4122 . .
el perno de andaje esto.nco con el plo.to (lado de presión del agua) : también pueden , .m~earse pernOll' con cobe'l.O
Profundi:r:ación de la aolera. en caso de grandes cargas aisladas
t- Solera de sótanos ...- Capa. de protección f-lcimina obturadora " Enlucido " Base de apoyo de la obturación im permeo.ble
Según los casos deberán hacerse coincidir estas juntas con las de dilatación dejadas en la obra. Las juntas de dilatación nunca deben coi ncidir con las esquinas o ángulos verticales de la obtu ra ción impermeable, Con objeto de proteger la película obturadora contra posibles desperfectos ocasionados en ella al hormigonar la solera de la cámara y sus paredes, es necesario aplicar, después de las manipulaciones de su fijación, una capa protectora. Entre la lámina obturadora y la capa de protección debe siempre co locarse cartón asfáltico liso, papel parafinado u otro aislante análogo para impedir que el mortero pueda adherirse o pegarse a la lámina' obturadora. Dicha capa de protección debe tener unos 5 cm de espesor, cuando menos, Sobre la solera de la cámara puede estar formada dicha capa por un enlucido muy delgado de mortero (de dosificación 1 : 5) y otra capa encima de hormigón fino . En lugar de la capa de hormigón fino, en la Que también puede incluirse una tela metálica , puede ponerse una hilada de ladrillos recoc hos o de baldosas de hormigón. La capa protectora de las paredes de la cámara puede consistir en una citara o pared de media asta o en un tabicón de losas de hormigón. Si la altura es grande hay que prevenir la caída de las placas colocando adecuadamente una armadura de varillas de acero. La resistencia de la solera de la cámara estará de acuerdo con la presión del agua del subsuelo, Que depende de la altura Que alcance en el terreno circundante el nivel de las aguas subterráneas. Para al tura s de agua que no excedan de 50 cm por encima del borde superior del pavimento de la cámara , puede hace rse la solera con hormigón apisonado (hormigón en masa). La capa de hormigón api sonado puede contrarrestar, sólo con su peso propio, la subpresión del agua . a condición de tener un espesor aproximado de 0 ,5 . h, siendo h la diferencia de altura entre la solera de los sótanos y el nivel máximo que puede llegar a alcan zar el agua subterránea. Para mayores alturas de agua es más económico configurar la solera de la cámara como losa de hormigón armado con armaduras en cruz, como losa hueca o como emparrillado de vigas (inversión del techo de vigas). siempre y cuando no se desee conferir la suficiente 'rigidez a la placa de fondo poniendo los tabiques superpuestos a estrecha distancia uno de otro. De modo especial, antes de iniciar todo trabajo de armado debe estar asegurada la protección resistente y suficientemente sustentante de la lámina obturadora.
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La lámina obturadora , compuesta por varias capas de cartón liso o bandas cubiertas de arena fina , se pegará directamente a la base de apoyo. Como refuerzo pueden interponerse hojas de cobre blandas de espesor mínimo 0 ,1 mm, siempre que a su vez las láminas obturadoras no sean de otro m etal. Las láminas bituminosas ofrecen, frente a las obturaciones a base de una capa única de material plástico, la ventaja de una mayor segu ridad frente a errores en la ejecución, aunque las láminas bituminosas por sí mismas sean más flojas ante los esfuerzos mecánicos, El número de láminas que compondrán la capa obturadora es función de la profundidad de inmersión de la obra, medida en metros, por debajo del nivel de las aguas subterráneas así como de la presión a soportar por dicha capa en kg/cm'. Debe tomarse el mayor número de láminas que corresponde a cada caso. M edidas en profundidad de la obra por debajo del nivel má ximo de las aguas subterráneas: a) Por encima de dicho nivel 3 láminas b) Por debajo de dicho nivel pero bajo la superficie del terreno. En terrenos compactos Hasta 3 m 3 láminas 4 láminas De 3 a 6 m De 6 a 12 m 5 láminas Más de 12 m 6 láminas Medidas en presión sobre la capa múltiple: Hasta 0 ,5 kg/cm' De 0 ,5 kg/cm' De 1,0 hasta 2 kg/cm' De 2,0 hasta 5 kg/cm'
3 láminas 4 láminas
5 láminas 6 láminas
Las juntas longitudinales de las láminas obturadoras compuestas de varias capas tienen que hacerse desplazando éstas en la mitad de su anchura. Las juntas transversales deben también alternarse para que no coincidan . Todas las juntas se efectuarán con un solapadO o recubrimi ento de las láminas de 10 cm. En los codos o ángulos, las láminas deberla n apretarse para garantizar un solape sin huecos. Con tres capas de cartón pueden salvarse juntas de dilatación hasta de 10 mm de anchura ; con cuatro o más capas pueden, sin peligro, ha ce rse juntas de 15 mm o más.
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LA PAREO DEL SÓTANO COMO BASE DE APOYO DE LA OBTURACiÓN
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IMPERMEABILIZACiÓN DE UN PASO DE TUBERIA
Uni6n d. las obturo.cion .. d. lOI.ra y pared con
junto rev.rtido.
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t Pared de los sótanos Lámina obturadora impermeable Pared de protección (de medio osta)
Si hay que salvar anchuras mayores hay que reforza r la capa obturadora por medio de chapas metálicas. Dichas chapas deben ser de 0 ,2 cm, como mínimo, de espesor y de 30 cm de anchura, Quedando pues unos 15 cm a cada lado de la junta . Todas las soluciones de continuidad en la obturación, como tapas de pozos, canalizaciones para tubos, anclajes de plato, etc., deben ejecutarse con el máximo cuidado. Las juntas con abrazaderas de obturación deben ser evitadas, empleándose para ello las llamadas juntas de pletinas. Estas pletinas deben ser suficientemente amplias para que sea posible pegar a ellas el material de obturación. La distancia entre el borde de la pletina y el centro del tornillo no deberá ser inferior a 85 mm. La colocación de un manguito de plomo entre las láminas obturadoras impide que éstas se corten con la presión ejercida sobre las pletinas. El diámetro del manguito deberla ser cuando menos 10 cm mayor Que el de las pletinas. . Las bocas de los pozos que se construyen en la solera de las zanjas para la colocación de filtros tubulares, una vez acabada la construcción de la cá mara y extra idos los filtros y, en algunos casos, rellenados con grava los agujeros, se tapan con una pletina ciega con junta anular de goma.
Solero de sótanos t- Capa de protección +-Lámina obturadora. ' - Enlucido +- Bose de apoyo de la obturación impermeable
+- Pared de protección
~~;;;;¡¡:;;~¡¡¡¡¡iP¡jii'iiiii¡¡¡¡S;¡;;~~ f-protección f- Capo Láminadeobturadora
:J
de sótanos
L Capo intermedio flexible
CIERRE HERM~TICO DE BOCAS DE POZOS
de protección obturadora
La capa impermeabilizante debe estar solamente sometida a comprensión; por ello debe estar aprisionada constantemente entre elementos sólidos que la sometan a una presión suficiente para casos especiales, lo cual queda garantizado, en profundidades por debajo de los 2 metros, con una presión mínima de 0 ,1 kg/cm', sin conta r el empuje del agua. La carga no debe exceder de 5 kg/cm' y debe estar uniformemente repartida o ser progresivamente decreciente. La máxi ma temperatura a la que puede exponerse una cobertura o lámina de obturación es, por lo menos, 15° e por debajo del punto de fusión de la cola adhesiva (según Kramer-Sarnow) pero puede darse como máximo 400. C. En casos determinados se precisará alguna medida protectora o refrigerante. Bajo temperaturas menores de 40. C y fuerte condensación atmosférica no deberían ejecutarse los trabajos sin contar con medidas preventivas de protección.
Imparmaabilizantas a basa da lianzos tarmoplásticos (OIN 18190) Contrariamente a los impermeabilizantes bituminosos, que necesitan varias capas de soporte a las diversas aplicaciones de pintura impermeabilizante, los lienzos de material termoplástico homogéneos y en una sola capa, soldables entre si, constituyen ya por sí mismos el elemento de impermeabilización. No es preciso que queden encajados, ni deben pegarse siempre a la superficie sobre la que se aplican, ni necesitan cobertura alguna de barniz o pintura. Sólo es preciso pegarlos por toda su superficie cuando van aplicados a superficies verticales y basta resguardarlos con una capa protectora de cobertura contra los daños mecánicos y el contacto con mortero y hormigón pastosos. La estanquidad de los materiales dispuestos en una sola capa depende de la cuidadosa ejecución de las zonas de emplame o de junta, las cuales sólo deben realizarse mediante soldadura
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con disolventes. Las hojas de plástico deben solaparse por lo menos de 5 a 6 cm en los puntos de empalme y en las juntas. Si las hojas se pegan eventualmente a la superficie sobre la que se aplican, las zonas de empalme entre hojas deben quedar absolutamente exentas de substancia adhesiva. Los puntos de soldadura tienen que protegerse de todo calentamiento acusado, por .ejemplo, de la radiación solar. En las zonas de cruces entre juntas y empalmes es preciso planchar los bordes de las tiras inferiores, en caso de hojas de espesor superior a 1 mm. En los vértices negativos y positivos hay Que soldar caperuzas de refuerzo de igual material y espesor. Tambi én las juntas requieren a veces un refuerzo adicional, entre otras posibilidades, mediante una capa metálica intermedia. Cuando la lámina obturadora es atravesada por conducciones. desagües. riostras. etc. Se emplea. como en las tiras asfálticas. el sistema de impermeabilización por juntas de pletinas. También aquí deben quedar disponibles por lo menos 35 cm entre juntas, vértices. gargantas y cantos y el borde de la perforación. Con objeto de que el lienzo impermeable, de una sola capa . no pueda quedar dañado o estrujado entre las pletinas. deben fijarse por ambos lados anillos elásticos de manguito.
~~~~;~;;t~t~~~~~§~I:
..- prote.::ción F.nlucido de Rhepano l :::: lPared a mina de ::::: Capa aislante Capa protectora .-- Pared de sótanos
La estanquidad de los puntos unidos por soldadura puede verificarse posteriormente introduciendo aire comprimido en un canal dejado a este efecto al efectuar las soldaduras o bien disponiendo un conductor de tierra y detectando mediante un comprobador eléctrico de alta tensión. según los casos. Sin embargo, estos métodos sólo se aplican en general al preparar en el taller lienzos impermeables de gran superficie. Puesto que el contacto directo de las hojas con el mortero y el hormigón en estado pastoso l"fIenoscabaría la elasticidad natural del material de las hojas y podría destruirlas en el caso de fo r.marse grietas, es condición indispensable colocar o pegar t iras protectoras de separación antes de disponer los lienzos impermeables.
Tubo d• •""o--i'
t7~
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con platina
Impermeabilizaci6n a base de pastas extendidas con espátula Como el trabajo y los riesgos que supone la colocación a mano de los lienzos o tiras impermeabilizantes es grande. se empleó ya desde hace mucho tiempo la impermeabilización con pastas de relleno a base de mástique asfáltico. aptas para ser extendidas con espátula. Estas pastas deben ser de elasticidad suficientemente permanente y de un grueso suficiente para cubrir sin daño las grietas en el fondo a que se adhieren. Con el posterior desarrollo de este método a base de materiales plásticos aplicables por proyección se han abierto todavía nuevas posibilidades para ejecutar impermeabilizaciones eficientes y seguras de obras. Ahora se esbozará con brevedad la forma de realizar la
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·impermeabilización de mástique asfáltico resistente al agua subterránea. La . impermeabilización con mástique no se hincha ni se pudre (como sucede con frecuencia con los cartones y láminas obturadoras insuficientemente ajustadas). porque no contiene ninguna substancia putrescible. Por sus cualidades de plasticidad. el mástique asfáltico es muy adecuado para su aplicación sobre IMPERMEABILlZACION CON MÁSTIC PAREDES DE SÓTANOS DE HORMIGÓN
Relleno posterior
Hormigón 6rido· recubierto con papel aceitado
bases que presenten muchos entrantes y salientes y tengan rincones y esquinas. Asimismo , en obras que sufran importantes asientos. la obturación impermeable con mástique está muy \ indicada porque se presta a seguir los movimientos lentos de la obra sin perder su impermeabilidad. Hay que distinguir entre las obturaciones con mástique que hayan de sostener presión de agua y aquellas que únicamente tienen que impedir el paso de ésta, sin presión. Una obturación impermeable hecha con mástique, de un espesor de 20 mm, capaz de soportar agua a presión, corresponde a una obturación de cuatro hojas de cartón fieltro del tipo 500. Se lleva a cabo siguiendo la llamada " técnica de la cubeta ". La capa obturadora, que es de un mástique que contiene un 22% de asfalto natural, se extiende sobre un lecho de 10 a 20 cm de hormigón árido, cubierto con papel aceitado y recibe como protección contra posibles daños de carácter mecánico una capa de mástique asfáltico de igualo inferior calidad. Sobre la capa protectora se hormigona la solera de los sótanos y se asienta el recinto formado por las paredes de los mismos. La humedad da origen a poros y burbujas, pues la humedad existente en los poros del hormigón se evapora al aplicar la masa asfáltica caliente. El vapor dificulta la adherencia de la masa caliente, por lo cual no debe ésta aplicarse a las paredes de los sótanos hasta que el paramento de hormigón o las juntas de la obra de fábrica se hayan secado suficientemente. La impermeabilización de las paredes de recinto se efectúa por el procedi miento de colada. Como molde se construye un tabicón de media asta de ladrillo en seco.
Humedad procedente de precipitaciones La parte de obra situada debajo del terreno está expuesta a condiciones más O menos estables. Así. por ejemplo, a partir de cierta profundidad, variable con la densidad y permeabilidad del
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terreno, la temperatura de éste permanece sensiblemente constante (unos + 7° C) a lo largo de todo el año, como también la humedad específica. Sobre la superficie de la obra por encima del terreno actúan, por el contrario, todos los elementos atmosféricos variables a corto y a largo plazo: radiación solar, cambios de temperatura, lluvia , nieve, hielo. Ahí radican las causas de la mayoría de los daños en la cubierta y en las paredes exteriores de la obra. En latitudes europeas medias se calcula para las diferentes precipitaci.ones locales con valores punta a corto plazo comprendidos entre 100 Y 300 litros por segundo y hectárea ; estos últimos en circunstancias excepcionales. Esta cifra corresponde a una precipitación de sólo 2 I por minuto y m 2 de superficie (equivalente a 2 mm por minuto). que es preciso evacuar desde la cubierta, la zona de la fachada y el terreno consolidado, a la red de desagüe. No obstante, en caso de temporales catastróficos, aguaceros, etc .. a veces en combinación 'con pedrisco. puede quedar dificultada la circulación del agua y alcanzar ésta un nivel de 70 mm o más en corto tiempo, lo cual excede la capacidad de cualquier sistema de desagüe. Por consiguiente, en los puntos donde el agua puede embolsan¡;e y acumularse, como por ejemplo sobre superficies de cubierta con desague interior, es indispensable configurar por medio de bordes el correspondiente volumen de embalse y. en casos determinados, prever un vertedero hacia el exterior. El principio básico para desviar la lluvia de la cubierta y la pared es hacer que las partes superiores de la obra sobresalgan lateralmente respecto a las inferiores. Constituyen un problema todas las superficies horizontales. en las que el agua puede acumularse, percutir O pulverizarse. Estos salientes y entrantes a veces inevitables - como los antepechos de ventanas- deben ejecutarse siempre - o recubrirse- de material resistente a los agentes atmosféricos, dándoles los rebordes y resaltes de goteo correspondientes.
Precipitaciones y erosión Si bien la influencia nociva del ambiente exterior no puede evitarse, es posible sin embargo atenuar ampliamente sus efectos sobre la obra mediante el empleo de materiales adecuados y de recursos constructivos. En el proceso de erosión intervienen factores mecánicos (físicos) y químicos (inorgánicos y orgáni:' cos).
que ha penetrado previamente y permite el progreso de descomposición interna.
Erosión orgánica: Como simbiosis de algas y hongos, los IIquenes se fijan en los poros de la superficie de los materiales, donde almacenan 'agua, que enriquecen con anhfdrido carbónico y oxfgeno por asimilación. Ello conduce, en condiciones de falta de aire y de entrada de polvo, a la formación de humus, y por tanto a una subsiguiente destrucción y a una nueva generación de las" propias plantas. las impurezas de naturaleza animal, por ejemplo en la base de los edificios o en las franjas horizontales de las fachadas, pueden constituir terreno de cultivo para la erosión orgánica e incluso ser causa de erosión qurmica. En lo sucesivo sólo se tratarán los principios fundamentales de la protección contra la humedad procedente de precipitaciones y los problemas de la protección térmica. Los detalles de las estructuras de paredes y cubiertas están descritos respectivamente en los capítulos " Paredes exteriores" (pág. 175) Y " Cubrición de cubiertas ' (pág. 519 ).
Protección por la cubierta la primera exigencia para proteger un edificio de la humedad es una cubierta impermeable y capaz de desviar el agua, así como un sistema en regla de eV,a cuación del agua caída. Las antiguas cubiertas de forma imbricada a base de ripias de madera o de ladrillo - los tejados de paja se incluyen también aquí- limitaban las inclinaciones admisibles de las vertientes entre valores mínimos y máximos. Sólo las cubiertas integradas por tiras de elementos pegados o soldados entre sí permitían pendientes más planas e inc/uso horizontales. Desde el punto de vista físico de la construcción se distingue entre cubiertas "frías" con cámara de aire y cubiertas " calientes" (sin cámara de aire). La cubierta " frra" es una estructura " multilaminar" , en la que la lámina superior, que actúa como " pantalla" ventilada por debajo por el aire exterior, sólo debe asumir la protección contra la humedad, mientras la lámina inferior contituye el cerramiento de los locales del último piso y proporciona el necesario aislamiento térmico. SOLICITACIÓN DE UNA PARED EXTERIOR
Erosión mecanicoflsica: - Hinchazón y contracción de materiales de construcción por efecto de las fluctuaciones de humedad. - Peligro de heladas en función de la capacidad de absorción de agua ~efecto explosivo a causa del aumento de volumen 11 : 11) que experimenta el, agua al trasformarse en hielo]. - Tensiones de temperatura, que dependen del color del material (absorción térmica) y de su densidad (conducción y radiación térmica). - Precipitaciones bajo el efecto del viento (lluvia y pedrisco). - ' Efecto explosivo de las sales penetradas o lixiviadas al cristalizar, por aumento de su volumen (presión de cristalización). - Radiación ultravioleta, que provoca lixiviación y resquebrajamiento, ~specialmente en materiales plásticos.
Erosión qufmica: Prescindiendo de los gases desprendidos en la industria qufmica, en primer lugar figuran los anhídridos carbónico y sulfuroso, generados por los múltiples procesos de combustión que se producen en nuestro medio ambiente, y que al combinarse con la humedad del aire y de las precipitaciones atmosféricas forman ácidos agresivos: Sus efectos se reconocen porque los edificios de piedra natural o artificial existentes en nuestras ciudades ven su duración amenazada ya en el transcurso de unos pocos decenios, mientras desde la Edad Media hasta ahora se han conservado sin alteración visible. Los ácidos no sólo corroen la superficie, sino que originan una costra que fija la humedad agresiva
La cubierta "caliente" es una estructura unida formada por "varias capas", las cuales descansan directamente sobre el forjado que sostiene la cubierta y tienen por cometido asegurar, no sólo la impermeabilización frente a la humedad, sino también el aislamiento térmico y la compensación de las tensiones debidas a la temperatura.
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Protección por la pared exterior la construcción tradicional de f~bri c a de ladrillo y la construcción maciza de madera cumplían por igual todas las exigencias que cabe imponer a las paredes exteriores mediante las secciones homogéneas de sus paredes del necesario espesor. En la actualidad la pared exterior, de modo parecido a la cubierta, es preponderante mente una estructura de varias capas o de varias láminas compuesta de diferentes materiales. elegidos para satisfacer de manera óptima cada una de las funciones parciales a asumir -sustentar. aislar, impermeabilizar-. Estas capas o láminas están dimensionadas con precisión y dispuestas en un determinado orden de sucesión.
CUBIERTA FRIA (en cámara
de aire ventilada)
CUBIERTA CALIENTE (sin cámara de aire)
En la elección de la estructura de una pared exterior intervienen más consideraciones estructurales y económicas que en otros elementos de la construcción. No están aquí solamente implicados unos bajos costes de material y salarios. el tamaño. peso y número de elementos parciales. el número de obreros a emplear y la marcha del trabajo. la fabricación y el montaje. en f~brica o en obra, etc., sino también los gastos de calefacción y de mantenimiento de un edificio. Al contrario de una inversión única en la construcción, se trata de dispendios continuos de entretenimiento durante toda la vida útil de una obra . Por consiguiente, en la comparación de costes no están justificadas las mayores inversiones destinadas a la estructura de la pared exterior por una mal comprendida estética de la fachada . sino las condiciona das por una rentab ilidad a largo plazo. A la larga se ahorarr~n gastos de conservación por una mayor resistencia al envejecimiento o por fácil intercambiabilidad, así como por exiguo grado de ensuciamiento o mayor facilidad de limpieza (por ejemplo mediante balcones); también se ahorrarán gastos de calefacción por una mejora del aislamiento térmico. Desde el punto de vista constructivo distinguimos -como en la estructura de la cubierta- paredes exteriores de una o varias hojas con aireación por detrás de una capa de revestimiento o sin ella . los detalles sobre la construcción con materiales adecuados de una pared están expuestos en el capítulo " Paredes exteriores" ; aquí nos limitamos a enumerar, para concluir, las diversas posibilidades de constitución de una fachada. Fábrica de ladrillo vista u hormigón visto, pinturas, pastas extendidas con espátula o revoques, revestimientos con cerámica, piedra natural o losas de piedra artificial. con madera , con metal, con elementos de fibrocemento, plástico o vidrio.
Humedad en la obra la cantidad de humedad contenida y generada en la obra es consecuencia. por un lado de la humedad de 'elaboración y de humedad residual de los materiales. y por otro de la clase de utilización y de las condiciones cl i m~ticas de la obra . Esta humedad varía para cada material en el transcurso de la utilización del edi-
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ficio, en función de su estructura interna y de su situación en la obra, y sólo para elementos exteriores y contrucción inadecuada osci la con las fluctua ciones climáticas de las estaciones. El con tenido de humedad y el aislamiento térmico se hallan en una relación tan estrecha, que también en lo que sigue las medidas de protección térmica y las de protección contra la humedad están íntimamente entrelazadas.
Humedad de construcción La humedad introducida en una obra por el proceso de construcción está condicionada directamente por los materiales empleados, por la manera de colocarlos en obra y por las condiciones atmosféricas que reinan durante su almacenamiento y durante el periodo de trabajo. Cuanto más exigua es esta humedad y cuanto con más rapidez se seca , tanto menores serán los daños que puede ocasionar a la obra, una vez concluida. Cuanto más pronto la humedad que tienen los materiales al colocarlos en obra se iguala a la humedad que tendr~n después permanente -llamada también humedad propia o de equilibrio- tanto más rápidamente puede efectuarse la construcción. El objeto que en la actualidad se persigue es edificar mediante un montaje ampliamente desprovisto de humedad de construcción, cuyos elementos -suministrados por llamada. desde el almacén- ya puedan estar ensamblados en estado de humedad de equilibrio y cuya colocación se realice también en seco. De esta forma. la humedad durante el proceso de construcción queda reducida esencialmente a las precipitaciones que ocurran mientras la obra permanece sin proteger. El efecto contraproducente de la humedad de construcción. donde de forma inevitable se pone de manifiestq al máximo. es en los elementos constructivos que han sido vertidos, colocados y ensamblados in situ. A este respecto, las edificaciones a base de esqueleto se evidencian más favorables que las macizas, y a su vez los esqueletos de a~ero mejores que los de hormigón, sobre todo si entre tanto puede construirse también un revestimiento resistente al fuego ampliamente en seco. La construcción con esqueleto de madera o con placas de madera, cuyos elementos se montan secos en estado de humedad permanente, es la forma primitiva del sistema de montaje moderno.
Cantidad de agua introducida con la puesta en obra Parte de la obra
Espesor
Pared de 10drillQ macizo y mortero de cemento y cal. enlucida .por ambas caras
1 Asta y media
Pared de bloques huecos de hormigón ligero y mortero de cemento y cal, e nlucida por ambas caras Pared de hormigón. sin enlucir Techos de placas de hormigón armado enlucidos por debajo
11m·
"".
2S
1 Asta y media
"".
12 17
50 cm
52
12,5 cm
30
1.
Si. por una parte. el grado de humedad de construcción puede mejorarse gracias a la elección de los materiales oe su estructura. ~ busca también la manera de aminorarla gracias al empleo de elementos prefabricados y al apartamiento temporal de aquellos elementos y trabajos capaces de aportar humedad . Todas las piezas constuctivas portadoras de humedad deben, en cuanto sea posible. ser fabricadas con antelación y dejarlas secar incluso durante la estación seca completa . las paredes macizas que dan al exterior sólo reciben en caso necesario el espesor estáticamente necesario. y en tal caso su protección térmica se obtiene por medio de materiales aislantes de alta calidad. empleados en la medida deseada. Se utilizan en la construcción de las paredes pocas piezas de grandes dimensiones y de naturaleza poco absorbente para disminuir la cantidad de mortero necesaria. los techos se hacen total o parcialmente de piezas prefabricadas; las que forman el relleno o forjado son de hormigón ligero o de cernmica. De esta manera se trata de abreviar la duración de la construcción haciendo m~s cortos los plazos de la ejecución, endurecimiento y desecación. Otra disminución del tiempo de la construcción se logra utilizando hornillos de coque,
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aparatos generadores de aire caliente, etc. Finalmente constituyen otro importante capitulo de la protección contra la humedad de la construcción todas aquellas medidas destinadas a proteger las maderas, como la impregnación de éstas y la protección de las piezas constructivas de ese material (p. ej . las vigas y soportes) por medio de aislamientos que no dejen llegar hasta ellas la humedad, las posibilidades de ventilación, etc.
h
,I o
M
r-
1.
Aguas de los servicios
o
M
Entre las humedades que se producen en las construcciones figura la que procede de las aguas de los servicios. Puede combatirse por medio de obturaciones, impermeabilizaciones y desviaciones. Es muy importante la perfecta ejecución de los desagües de las cocinas, cuartos de baño, duchas, urinarios, fregaderos de vajilla y todos los demás sitios donde se producen humedades, en establecimientos comerciales, industriales o públicos. Las paredes y los techos expuestos a la humedad se impermeabilizan mediante materias hidrófugas o se revisten con placas o losetas impermeables. Las capas obturadoras y los revestimientos han de tener igual pendiente. los aislamientos impermeables situados detrás de las losetas del revestimiento sólo cumplen con su cometido cuando llegan más arriba de los grifos de agua , cabezas de ducha o bocas de fregadero ; en caso contrario, y especialmente si hay zócalos salientes, lavabos o fregaderas aplicados a la pared puede suceder que el agua que se infiltre por juntas o grietas produzca humedades en la pared correspondiente o en las partes de la obra contiguas a ella. En todos los casos habría que procurar que estas losetas tuviesen su superficie anterior al ras con la superficie del enlucido de la pared por arriba y por los lados de la superficie con ellas revestida y que no presentasen saliente alguno donde pudiese depositarse el polvo o el agua. Por esta razón hay que dedicar un cuidado especial a las uniones con las paredes de pilas. lavabos, fregaderas, etc. las cubetas de esta clase separadas de la pared eluden esta unión difícil . pero tampoco constituyen ninguna solución definitiva. El agua que salpica la pared resbala hacia abajo por detrás del lavabo y llega al suelo, siendo necesario estarla recogiendo constantemente. Es mejor que el agua de las salpicaduras pueda ser inmediatamente recogida y reconducida hasta la cubeta sin dejar que empape la pared. Para la impermeabilización de los pisos en los locales húmedos se aplican las siguientes reglas fundamentales: La capa de solado, la de obturación impermeable y la que le sirve de apoyo o lecho han de tener igual pendien te hacia el punto de desagüe del piso. "La capa de obturación impermeable debe llegar hasta suficiente altura en todas las superficies verticales (paredes, pies derechos, tubos) con que enlaza, para que haya la seguridad de que no podrá llegar nunca agua por detrás ni por debajo, La capa impermeable del piso debe levantarse lateralmente por las paredes. pies derechos, etc., sin rotura ni solución de continuidad, por lo que los ángulos entrantes formados deben redondearse ya al hormigonar o por medio de enlucidos. las tuberías que atraviesan el piso tienen que hacerlo por dentro de tubos o manguitos de plancha o mejor aún de plomo. Las fundas de tubos deben llevar juntas suficientemente amplias para unirse bien con las láminas impermeabilizantes. Cuando se trata de tubos de calefacción o de agua caliente suele ser necesario poner aislamientos de corcho entre el tubo y el manguito de obturación. Cuando son varios los tubos que van juntos es más sencillo rodearlos con un zócalo de hormigón, que se provee luego de enlaces redondeados con el piso de alrededor. En tal caso. cabe levantar allí la lámina impermeable lateralmente, como en las paredes y pilares, Sin embargo, siempre que sea posible en el proyecto deben agruparse conjuntamente los locales con servicio de agua. Esto permite no sólo reunir las instalaciones y, en edificaciones de varias plantas, hacerlas pasar por un recinto común. sino también concentrar y apantallar mejor los ruidos procede ntes de conducciones de agua y de cuartos sanitarios. Gracias a este recinto de instalaciones se reducen a una sola las numefOsas perforaciones de forjados que de otro modo serían necesa rias;
Capa obturadora Baldosas
Tiras de neopreño Mástique de elasticidad permanente
PERFil DE ENLACE DE lA PARED CON El BORDE DE LA BAÑERA, CON BORDE VUElTO HACIA ARRIBA
Mástique de elasticidad permanente
-=- ._~_I-____
_ Capa obturadora
dicho recinto puede albergar, además de los conductos de agua limpia y de desagüe, los canales de aireación para cuartos sanitarios interiores. Los bloques de instalaciones, montados previamente. pueden irse elevando. como elementos prefabricados cerrados, a medida que progresa la obra de fábrica . Tanto si están en recintos (rodeadas de paredes y de revestimientos) como si pasan a través de bloques sanitarios prefabricados. las instalaciones reunidas en cada perforación de forjado son más fáciles de aislar contra la humedad y la transmisión de ruidos que si están en forma de conducciones sueltas.
Humedad del aire Actualmente se genera en las viviendas considerablemente más humedad que en tiempos pasados; esta tendencia no ha llegado todavía a su fin . por lo que en el futuro debe contarse con un nuevo incremento. Las causas principales de ello son el creciente consumo de agua en cocinas y baños. el desprendimiento de
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agua producido por el funcionamiento de aparatos de gas (aproximadamente 1 litro por m 3 de gas), una aireación a menudo deficiente de las habitaciones y una temperatura bastante superior a la existente en las épocas pasadas de calefacción por estufas. Asf como las calefacciones por agua caliente, por ejemplo, mantienen la humedad en los locales, la calefacción por estufas evacuaba el aire caliente, húmedo, y aspiraba en su lugar aire frío, seco, a través de las rendijas de puertas y ventanas, asegurando al propio tiempo la renovación del aire (aporte de oxígeno). Estas tendencias negativas quedaron todavía más acusadas por el empequeñecimiento de las habitaciones y por la disminución de su altura. También interviene aquí de manera decisiva la densidód de ocupación de un local , ya que toda persona emite a diario entre 1 y 2 litros de vapor de agua. Por consiguiente, ercontenido de humedad en locales o viviendas pequeños muy habitados será más elevado que si unos u otros son grandes. La medida más simple.para deshumidificar locales es una suficiente ventilación. Cuanto menor es un local y con más intensidad está habitado, tanto más es preciso ventilarlo o, en locales climatizados, tanto mayor debe ser la renovación necesaria de aire por hora.
Humedsd relstivs del sire El aire contiene siempre una cantidad más o menos grande de vapor de agua .invisible, la cu al varía según la temperatura y la presión reinantes. El máximo contenido posible de vapor de agua en el aire para una temperatura determinada se llama "con tenido de saturación" y crea la tensión de saturación. El contenido y la tensión de saturación aumentan y disminuyen con la temperatura. Casi siempre existe sólo cierto tanto por ciento de uno y de otra, que se designa como "grado de humedad del aire" o " humedad relativa del aire". La humedad contenida en el aire puede indicarse en valor absoluto (g/m') o en valor relativo (% del contenido máximo de vapor de agua); se recuerda que el contenido de saturación depende de la temperatura del aire. El aire caliente puede absorber más humedad, en forma de vapor de agua invisible, que el aire frío , lo cual corresponde, a igualdad de contenido absoluto de agua , a una humedad relativa más pequeña . Con auxilio de la tabla adjunta puede hallarse el contenido real de humedad del aire (~n g/m') en funció,; de la humedad relativa del mismo y de la tem peratura, asf como la correspondiente tensión de saturación del vapor. Las relaciones entre humedad relativa del aire, tempera tura y bienestar de las personas se exponen detalladamente en la sección " Ser humano y clima ambiente".
Agus de condenssci6n Si el aire, cargado con un determinado contenido de humedad, se va enfriando hasta que la cantidad de vapor existente en él es igual a la máxima que puede contener a la temperatura en cuestión, entonces alcanza el estado de saturación de 100% de humedad . La temperatura a la cual esto sucede y a la cual el vapor sobrante se con densa en forma de niebla visible o de precipitación, se llama " temperatura de condensación " o simplemente " punto de condensación" o " punto de rocío" . Si, por ejemplo, en un local hay una mezcla de vapor y aire a 25·C, la cantidad de vapor invisible contenido en el aire puede alcanzar un máximo de 23,07 g/m', Si el aire, a dicha temperatura, sólo contiene 15,39 g de vapor de agua por metro cúbico, el grado de humedad será de 66,7% y hasta llegar a la saturación, el aire pOdrá todavía admitir 23 ,07 - 15,39 = 7,68 g de vapor de agua por metro cúbico. Si este equilibrio se perturba por la adición de mayor cantidad de vapor se produce una condensación del vapor sobrante, en forma de niebla o rocio. Pero dicho equilibrio puede también alterarse por el enfriamiento de la mezcla gaseosa; en tal caso se separa de la mezcla sa turada de vapor y aire tanta agua Hquida como sea necesario para que dicha mezcla recupere el equilibrio que su temperatura requiere. Así, por ejemplo, si el aire, a 25· C y con un grado de humedad de 66,7% se enfria , disminuye su capacidad de admisión de vapor de agua , cosa que equivale a decir Que va aumentando su
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humedad relativa, que finalmente , al llegar a 18· C, alcanza el valor 100% y se llega con ello al punto de rocío de dicha mezcla: Si este mismo aire es enfriado a continuación, por ejemplo, hasta + 10° C, su punto de rocio es rebasado , y ya no puede retener los 15,39 g de vapor de agua que con tenia, sino, como máximo, 9.42 g/m'. Se halla sobresaturado y se desprenderá de 15,39 9.42 = 5,97 g/m' de agua de condensación que en forma de gotitas-se depositará sobre las superficies de los elementos de la obra que cierran el loca!. La formación de agua de condensación es tanto más importante cuanto mayor es el enfriamiento Que el aire sufre. Como ejemplo de esta condensación en las superficies, encontramos agua de condensación durante los meses de invierno, en forma de precipitación y de escarcha , en la parte interior de los cristales de las ventanas, de las paredes exteriores y de las cubiertas. Especialmente en locales con aire muy húmedo, como son cocinas y baños, establos, piscinas cubiertas, lavanderfas y naves de fabricación de la industria textil , aparece esta condensación durante los meses de verano en forma de cristales de hielo sobre las superficies de refrigeración o como humedad visible en sótanos frescos o sobre las conducciones de agua frfa . La denominación "agua transpirada " es ciertamente intuitiva , si bien incorrecta desde el punto de vista físico, ya que no se trata de un proceso de evaporación de estas superficies, con la subsiguiente condensación. A causa del peligro del agua de condensación los locales con elevado contenido de humedad en el aire no deben estar directamente comunicados con locales frios. Entre el baño y los dormitorios, por lo general frias, debe interponerse un pasillo interior o bien un cuarto de armarios, a modo de esclusa. El aislamiento térmico de los elementos constructivos exteriores tiene que dimensionarse por lo menos de modo que incluso en el caso extremo más desfavorable la temperatura interior de las superficies se halle por encima de la del punto de condensación. En el cálculo del aislamiento térmico deben tomarse por base, por consiguiente, las temperaturas extremas posible s (-20· C) y la humedad máxima que puede contener el aire interior del local en cuestión. Si los locales con aire muy húmedo se hallan detrás de la pared exterior, un aislamiento térmico no puede evitar a menudo, por sí solo, una condensación superficial de humedad. En tal caso es preciso evacuar el aire húmedo y tomar otras precauciones constructivas para impedir que la humedad se deposite en la pared, La condensación del vapor de agua del estado gaseoso al estado líquida en suspensión puede de hecho ocurrir no sólo de modo visible, en forma de precipitación o de niebla en el recinto o al aire libre, sino tambi én en el interior de las paredes y otros elementos constructivos, Para distinguir esta formación invisible de humedad de la que es visible, es corriente designar la primera como " agua de condensación " propiamente dicha, y la segunda como "agua de rocío".
Difusión del vapor de agua Como todos los gases, el vapor de agua trata también de escapar de los puntos de mayor presión hacia los puntos de menor presión, tanto a través de aberturas y juntas como a través de las superficies de los elementos constructivos, siempre que sean permeables al vapor. Esta corriente de vapor circula, de forma análoga a un flujo térmico, desde el lado más c;aliente hacia el lado menos caliente, es decir, por regla general desde dentro hacia fuera , aunque en locales fríos durante el persistente calor veraniego la corriente de vapor circule, especialmente a través de las cubiertas, en sentido contrario, o sea de fuera hacia dentro. Pero, inversamente al flujo térmico la corriente de vapor circula con mucha lentitud. Las puntas de temperatura de corta duración apenas si influyen sobre un proceso de difusión. Durante el transcurso del día la corriente de vapor puede ser absolutam ente opuesta a las circunstancias de presión Que en aquel momento concurren. Por tal motivo en los cálculos de difusión de vapor se toman por base, más que las temperaturas extremas, las temperaturas medias correspondientes a largos intervalos, por ejemplo - 10· C para los meses de invierno y + 20· C para los de verano.
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TENSiÓN DE SATURACiÓN DEL VAPOR DE AGUA EN FUNCiÓN DE LA TEMPERATURA
Temperatura. ·C
-20 -19 -18 - 17 -16 -15 -14 -13 -12 - 11
Tensión P. del vapor Ikg/m')
10,5 11,6 12,7 14,0 15,3 16,8 18,4 20,2 22,1 24,2
Temperatura . ·C
-10 - 9 - 8 - 7 - 6 - 5 - 4 - 3 - 2 - 1
Tensión P. del vapor Ikg/m 2 )
26,5 28,9 31,6 34,4 37,5 40,9 44,5 48,5 52,7 57,3
Circunstancias de tensi6n de vapor Ciertamente, un contenido normal de vapor de agua en el aire de un 0,1 a 0 ,2% en volumen representa sólo una parte componente muy pequeña de la atmósfera ; pero que, sin embargo, por sus efectos sobre el comportamiento de la humedad y por tanto sobre las propiedades de aislamiento térmico de nuestros materiales, no puede subestimarse. Cuánto más elevada es la temperatura del aire tanto mayor es la tensión de saturación del va por de agua correspondiente al contenido de saturación. En general se ti ene no obstante una humedad relativa del aire más pequeña . con lo cual la tensión del vapor dentro del aire o de un elemento constructivo se redu ce, en la misma proporción. a una tensión parcial de la tensión de saturación. En consecuencia. la tensión efectiva del vapor de agua es una composición siempre pequeña de la presión del aire. Sin embargo, en combinación con la presión atmosférica y sus fluctuaciones condicionadas por la meteorología . la tensión de vapor de agua y la difusión de éste no son magnitudes despreciables desde el punto de vista de la física de la construcción. A título co mparativo sean confrontadas estas magnitudes y sus unidades de medida: La presión del aire es consecuencia del peso de la columna de aire actuante. el cual sólo está determinado básicamente por el peso específico y la distribución de los componentes nitrógeno (78%), oxígeno (21 %1 y anhídrido carbónico (0,04%1. Sus fluctuaciones están influidas por la temperatura. como consecuen cia de la radiación solar. y por la altura de la columna de aire. es decir, la altura del punto considerado sobre el nivel del mar. pero no por el con tenido de humedad del aire. Éste sólo es consecuencia. como el movimiento del aire en grandes espacios y el estado atmosférico. de la variación de la temperatura . Según que las co ndiciones atmosféricas reinantes sean de baja o de alta presión , la presión atmosférica oscila alrededor de 760 mm de col umna de mercu rio o 760 torrs. también así llamados en honor del físico italiano Torricelli. Mientras en Meteorología se emplea como unidad el milibar (750 mm Hg = 1000 mbl, la técnic"a y la física de la construcción utilizan ante todo el kg/m 2 o el kg/cm 2 . Tomando como factor de conversión 13,6 (densidad del Hgl se ve que 760 mm Hg o torrs corresponden a 10330 mm de columna de agua y, por tanto, a 10330 kg/m 2 = 1,033 kg/cm 2 , es decir 1 atmósfera . La s diferencias corrientes de tensión de vapor entre el ambiente exterior y el interior (unos 20 mm Hg . variables con la temperatura y el contenido de humedad) ejercen por tanto una presión de sólo 300 kg/m 2 = 0 ,03 kg/cm 2 sobre la estructura. La transformación del agua durante el proceso de evaporación supone no obstante un aumento de volumen de hasta 1600 veces, es decir. 1 g = 1 cm 3 de agua se transforma en 1,6 I de vapor. Esto explica por qué, tras la penetración de la humedad en una estru ctura (por ejemplo. una cubierta plana). por efecto de la radiación solar continua pueden ocurrir circunstancia s en que la tensión de vapor se aproxime a la magnitud absoluta de la presión atmosférica, o tensión de saturación del
Temperatura. ·C
O +1 +2 +3 +4 +5 +6 +7 +8 +9
Tensión p, del vapor Ikg/m 2 )
62,3 67,0 71 ,9 77,4 82,9 88,9 95,3 102,1 109,4 117,0
Temperittura . ·C
+10 + 11 +12 +13 +14 +15 +16 +17 +18 +19 +20
Tensión P. del vapor Ikg/m 2 )
125,2 133,8 143,0 152,7 163,0 173,9 185,3 197,5 210,5 224,0 238,5
vapor de agua a la temperatura de ebullición ( = 760 mm Hg ó 1,033 kg/cm 2 1. Numerosos desperfectos en la construcción tienen aquí su origen. Cuando a causa de un falso montaje de un elemento constructivo la humedad puede penetrar en él . pero por verse obstaculizada la difusión del vapor no puede volverse a evaporar suficientemente y se acumula, la tensión del vapor se convierte en esfuerzos mecánicos efectivos. Son consecuencia de la multiplicación de volumen por transformación de la humedad, tanto en caso de evaporación como en el de helada.
Secreci6n de agua de condensaci6n Si a ambos lados de un elemento constructivo reina diferente tensión de vapor. el vapor de agua penetra a través de dicho elemento desde el lado donde la tensión es mayor hacia el lado donde es menor. El volumen de este intercambio varia en cada caso con la caída de presión y con la permeabilidad del material (factores de resistencia a la difusión). Por regla general, los materiales que proporcionan buen aislamiento térmico suelen presentar, a causa de su estructura formada por grandes poros, menor resistencia a la difusión del vapor de agua que los de constitución más compacta. El vapor de agua que se ha introducido en los poros de un material obedece a las mismas leyes que en el espacio libre. De modo análogo a como se procede en la transmisión de calor a través de una pared, se determinan para la sección los valores máximos posibles de la tensión de saturación hasta los cuales no tiene lugar ninguna condensación. Allí donde la tensión parcial de vapor efectiva resultante de las condiciones de tensión existentes entre el interior y el exterior llega a alcanzar la de saturación. se produce una condensación interna . ya que la tensión parcial no puede ser nunca superior a la de saturación. Se habla entonces de un plano de condensación (o zona de condensación). Es la zona en la cual la curva de la tensión parcial del vapor toca la de tensión de saturación. Este hecho es de importancia decisiva, especialmente para todos los tipos de construcción ligera y sobre todo en casos donde es preciso aumentar la protección térmica de los elementos sustentantes hasta el nivel necesario, mediante capas aislantes adicionales. Toda secreción de agua condensada va acompañada de una transmisión capilar de la humedad. que disminuye el aislamiento térmico de un material: la zona de condensación se va desplazando cada vez más hacia el interior. dentro de la sección del elemento. Una capa aislante atravesada por la humedad y dimensionada insuficientemente contra la secreción interna de agua condensada permite un enfriamiento tan acusado de un elemento constructivo, que la zona de condensación abarca una parte cada vez mayor de la sección. Como en la formación superficial de agua de rocío o en caso de existencia de humedades insuficientemente secadas. las consecuencias visibles son la invasión de moho, el desprendimiento de los papeles pintados y de la pintura y daños a los enseres del equipamiento. Sin embargo. no sólo el incremento de humedad durante el invierno es co nsecuencia de un proceso de difusión de vapor,
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sino que también lo son la evaporación del agua condensada interior y el secado durante el verano. En las latitudes alemanas, a un tercio de año con posible aumento de la humedad a ca usa de la caída invernal de tensión del vapor. se opone un periodo estival de secado de casi doble duración. En elementos constructivos formados por varias ca pas con materiales exteriores impermeables al ,,'a por, por ejemplo las láminas superiores en cubiertas planas o los revestim ientos cerámicos de paredes exteriores, este proceso de evaporación puede verse no obstante dificultado. Tan pronto como en un elemento const ru ctivo, siguiendo el ritmo anual, penetra más humedad que la que es susceptible de evaporarse. va acumu lándose en él co n los años un contenido de humedad cada vez mayor. Por consiguiente, los elementos constituidos por va rias capas deben estar estructura dos de forma que la resi sten cia a la difusión de los diversos materiales disminuya de dentro hacia fuera. En algunos casos deben crearse estas ci rcun stancias disponiendo barreras adicionales al vapor o mediante la aireación por detrás de los revesti mientos exteriores impermeables, con objeto de garantizar una co mpensación com pleta de la humedad de modo permanente .
M
;
exterior
Q;l
~I
-
3 , 4
.
Pl aca cartón-yeso
:I~~t~~o de~" $tyropor Obra de fábrica (ladrillo perforado) Revoque exterior
R
g 1
CM' 2
11
11
3
4
1 1
1 24.0
1.0 4.0
Condensaci ón de vapor de agua en element os const ructivos formados por varias capas
,
1
2
2.0
ESTR UCTURA DE LA PARED QUE SE HA FORMADO COMO EJE MPLO D E CÁLCULO
Fundament os de cálculo Datos facilitados por el servicio de informa ció n de la BASF-STYROPOR .
Se ha visto anteriormente cómo puede evitarse la condensación del vapor de agua en la sección de un elemento co nstru ctivo fo rmado por varias capas, eligiendo co rre ctamente el orden de sucesión de dichas capas. En algunos casos, como por ejemplo el de una cubierta plana formada por una sola lámina (cubierta caliente l. es necesaria una barrera al vapor. En otros muchos casos pueden también admitirse sin reparos estructuras en las que se produce una con densación limitada de vapor de agua. Hacemos hincapié sobre el adjetivo " limitada". es decir, ni debe condensarse tanta humedad que llegue a disminuirse inadm isiblemente la protección térmica . ni debe producirse en el transcurso de los años un lento au mento del co ntenido de humedad . Al estudiar las condiciones de las paredes mediante el cálcu lo se determina por tanto aproximadamente la ca ntidad de humedad que se condensa en invierno. Esta cantidad no debe exceder de 500 g/m 2 . Luego se co mprueba si durante el verano dicha humedad vuelve a secarse. La estimación por el cálculo de la cantidad de vapor de agua condensado se muestra mediante un ejemplo. Los va lores de la tabla 2 fa ci litan este trabajo. La figura adjunta indica la co mposició n de la pared, vista en sección. El cá lculo se efectúa en cuatro eta pas:
Para el cá lculo se util izan :
1. Amortiguamiento térmi co, temperatura, tensión de vapor sa turado 2 . Resistencia a la difusión, tensión de vapor, conde nsación de vapor de agua 3. Cantidad de vapor condensado en invierno. 4. Secado en verano
Los valo re s de los coeficientes de co nductibilidad térmica segú n DIN 4108 (tablas 8 , 9 Y 10). Los fa ctores de resistencia a la difusión del vapor de agua , tomados de la tabla de material es incluida en el M anu al Styropor de la BASF (tabla 8) . La s co ndiciones climáti cas de la tabla 1.
TABLA 1.- CON DICI ON ES INVERNALES Y ESTI VALES
Temperatura
1. Condiciones invernales para 2 meses '" 1440 horas
2 . Condiciones estivales para 3 meses "" 2160 horas
Humedad relativa Temperatura Humedad relativa
t
OC
({J
o;.
t ({J
~
Estas condiciones se forman también como base en la verificación oficial de ' paredes exteriores de edificios de viviendas
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o;.
interior
exterior
+ 20
- 10
50
80
+ 12
+ 12
70
70
f
TABLA 2 .-
CÁ LCU LO Del AMORTIGUAMIENTO TéRM ICO. DE LA TEMPERATURA. DE LA TENSiÓN DEL VAPO R SATURADO Y DE LA RE SISTEN CIA A LA DIFU SiÓN
:-
. I
1
2
3
4
5
7
6
9
8
10
6a
7a
8a
Valores inlermedios Espesor
d m Resistencia a la transmisión lérmica inlerior
..... ".
-
Coeficiente de conduclibilidad térmica
Amortigua mienlO térmico
Resistencia
a la transmisión lérmica
d
1 -a
L1 t
t
m h grd
m2 hgrd kcal
m2 h grd kcal
grd
oC
-
-
0,143
2,3
+ 20,0 + 17,7
kcal
Placa de cartón · veso
0,010
0,180
0,055
-
0,9
Espuma dura de Styropor
0,040
0,035
1,143
-
18,2
e
~
0,240
ladrillo perforado 1400 Kg/m'
0,020
Revoque de cal y ceme nto
Temperalura TensiÓn del vapor sa lurado
l
,t
'é o
Diferencia de l emperaturas
0,520 0,750
-
0,462
-
0,0267
Resistencia a la ditusión
Diferencia de lemperalmas
Tempera lura
Tensión del vapor sa lurado
jl
jld
L1 t
t
p.
1
m
grd
oC
kp m2
+ 7,7
102,7
- 5,1
40,6
p.
+ 16,8 -
Faclor de resislencia a la difu sión
1,4
kp m2 238,5
6
0,06
25
1,00
195,1
8,8 9,2
6
1,44
10
0,20
{
9,1
29,4
0,4
-
9,1 18,2
55,4
7,4
-
-
206,6
28,4
3,7 7,4 { 3,7
:E "j°
,
-
Resistencia a la Iransmisión térmica exterior
Amortiguamiento térmico
1
1
Coeficiente de penetración térmica ~
CD
1 k
0,8
-10,0
30,0
0,193
1,880 [
k
-
-
-a
Resistencia a la penetración térmica
-
0,050
1,687
A Resistencia a la Iransmisión térmica
-
kcal ] m2 hgrd
0,53 ---
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26,5 lota l
-
;¿jlo d
=
2,70
I
1. Amortiguamiento térmico, temperatura. tensión de vapor 1
tos, el curso de la misma en el diagrama queda representado por una línea recta . Sobre el eje de ordenadas puede leerse directamente la temperatura en cualquier punto arbitrario de la pared.
saturado
El amortiguamiento térmico (resistencia al pa so del calor)
A
de las -diferentes capas se obtiene dividendo los respectivos espesores d por el coeficiente de conductibilidad térmica A (toma -
..
.
do de la tabla 8 ). Los amortiguamientos térmicos
1
d
A = "3:' una
vez calculados para el caso que nos ocupa. se han introducido en la tabla 2 , columna 4 . ', Sumando estos valores y adicionando a la suma (1 ,687) las resistencias a la transmisión térmica interior y exterior (columna ' , . a la penetrala resistencia 5. - 1 Y - 1 dé la tabla 9 ). se obtiene
a
a.
. . clón térmica
K1
(
1,880) .
Se dibuja la sección de la pared, tomando por abscisas los respectivos amortiguamientos térmicos. incluyendo a ambos extremos las resistencias a la transmisión térmica interior y exterior (figura adjunta). Los espesores de las diversas capas corresponden, pues a los valores!!.indicados en la tabla 2. El espesor total A 1 se completa por uno y otro lado con los valores de y
ai
aa
respectivamente. Como a través de la sección de la pared la temperatura desciende proporcionalmente a los amortiguamien-
I
(OC J
-- ._-- 1--
1--- +20
a
Dv''
I
.
\
a .<
--
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1\
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1--
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,
f---
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\
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H-
1,
i
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lO
I
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1,
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4
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I
I
I
¡
¡
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-
:, '~
1.0 Espuma dura de Styropor I k
20 Revoque 1 . Fábiica I
-+ de '-f4:" ladrirro
I I
"
d Im' h g'd l
'¡
kcal
I
~
Curso de la temperatLira en la secdón de la pared. la pared está dibujada tomando por abscisas hls respectivos amortiguamientos térmicos.
50
.
,
d, de esta capa con respecto a la 1,
que el amortiguamiento -
resistencia a la penetración térmica de toda la pared (1!k) : t, - t, di . 1 ti-t .. =
t, - t,=T,
Determinación gráfica del curso de la temperatura
.<
La diferencia de temperaturas .entre las dos caras de una capa. (t 1-t;,1. está en la misma relación con respecto a la diferencia total de temperaturas h; .t.) entre el aire interior y el' exterior.
A, ' K
Por consiguiente. la diferencia de temperaturas t,-t;, vendrá dada por la ecuación d, ti - ta
En cada capa de la pared la temperatura baja de acuerdo con su respectivo amortiguamiento; la diferencia entre la temperatura del aire y la de las superficies de la pared corresponde interior y exteriormente a la resistencia a la transmisión térmica en estos puntos. Ei curso Que sigue la temperatura a través de la sección de la pared puede averiguarse asl con facilidad sea por cálculo. sea por método gráfico.
"
Determinaci6n analítica del curso de la temperatura
. 17i<
'ó t,- t. lo más apropiado es calcular primero Ia expresl n 17i< . ya que este valor se aplica a todas las capas de la pared. En nuestro ejemplo, t;- t. 20-(-10) 30 1595 kcal 17i< = 1,880 t ,880 'r;;r¡;Esta cifra, multiplicada por el amortiguamiento de cada capa o por las resistencias a la transmisión térmica. da el descenso de temperatura en el interior de la capa considerada o en la transición hacia el aire exterior o interior. El descenso de temperatura en la capa amortiguadora de Styropor de nuestro ejemplo es, pues, I,,-t,=
dz 1';
'15,95 = 1,143 ' 15,95
18,2 oC
Estas diferencias de temperatura figuran en la tabla 2 . columna 6. Ello permite determinar las temperaturas en las caras límite de todas las capas, partiendo de las temperaturas interior o exterior (tabla 2 , columna 7). Para las temperaturas asi determinadas deben averiguarse las correspondientes tensiones de saturación Ps (columna 8" dedu .. cidas de la tabla de tensiones de vapor saturado (tabla 7). En capas con grandes caldas de temperatura , el uso de valores intermedios facilita la Tepresentación del curso de la curva de tensiones de saturación. En el ejemplo se ha tomado un valor intermedio en el .centro de la capa de Styropor y otro en el centro de !a de obra de ladrillo (columnas 6a, 7a, y 8a). "
2 . Tensión del vapor, resistencia a la difusión, condensación del valor de agua La tenSión de.! vapor existente efectivamente a ambos lados de la pared se deduce partiendo de la tensión del vapor saturado correspondiente a la temperatura del aire, y de la humedad relat iva. El cálculo se ve en la tabla 3. La diferente tensión del vapor a ambos lados de la pared hace que el vaporde agua, siguiendo la caída de tensión, se difunda a través de la pared. Cada capa de ésta opone cierta resistencia a esta difusión del vapor. La resistencia a la difusión depende del espesor d de la capa y del factor 11 de resistencia a la difusión del materia l. Dicho factor es un número sin dimensiones que indica cuántas veces es mayor la resistencia a la difusión de un material con respecto a la que ofrece una capa de aire de igual espesor. la' resistencia a la difusión u.d tiene por tanto las mismas dimensiones que un espesor (m). Los factores de resistencia a la difusión del vapor de agua para los distintos materiales que componen la pared, tomad"s de la tabla 8 , figuran en la tabla 2 (columna 9). Su multiplicación por el espesor de la capa (columna 2) de la resistencia a la difusión (columna 1O). Las resistencias a la transmisión del vapor de agua desde el aire hacia la pared y viceversa son tan pequeñas. que en general pueden despreciarse. Por tal motivo han sido tenidas en cuenta. Son conocidos ahora todos los valores numéricos necesarios para reproducir el curso efectivo de la tensión del vapor en la sección de la pared. Éste indicará si habrá condensación de agua y, en caso afirmativo, en qué punto. De modo análogo que al determinar gráficamente el curso de la temperatura, donde se representó la sección de la pared a la escala de los diversos amortiguamientos. se tomarán ahora por abscisas las resistencias a la difusión (figura adjunta) .· Los espe-
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TABLA 3.- TENS iÓN DEl VAPOR EN CONDICIONES INVERNALES
Tempera tura
Tensión de saturación
t
P,
exterior
P
O/ O
--
-10
I
238.5
I
50
I
26.5
I
80
sores de las diferentes capas son, pues. proporcio nales a sus respectivos valores IJd de la tabla 2 . Las tensiones de vapor P, y P2 existentes respectivamente en el interi or y en el exterior figura n co mo ordenadas. En este diagrama el curso que sigue la tensión del vapor es una línea recta cuan do a través de la pared no hay condensación alguna (línea de trazos cortos). Es preciso comproba r ahora si esta característica gráfica de la tensión es. después de todo. posible. La tensión de saturación. va ri able con la temperatura, es la má xi ma tensión de vapor posi:ble. Los valores indicados en la columna 8 de la tab la 2 . co rrespondientes a la tensión de saturación en la sección de la pared. se han señalado también por tanto en el diagrama y luego unido para obtener la curva de tensión de saturación (curva de trazos largos). Toda intersección de la c urva de tensión de saturación con la linea recta anteriormente determinada, de la tensión del vapor,
.
I
I I
119.3 21.2
p.
p,.p,
I - ¡-
~
200
I
238.5 . 50 100 26.5 . 80 100
Se admite a veces que la humedad se precipita en todo el ámbito de la intersección. La conside ración siguiente muestra que esta aserció n no es correcta. La diferencia de tensiones P, -P 2 Y la resistencia a la difusión IJ."d determinan la cantidad de vapor de agua difundida por unidad de tiempo.
.
.~
m2
es señal de que se produce una perturbación en la corriente de difusión del vapor de agua , es decir, de que éste se condensa en aquel punto de la pared, puesto que obviamente la tensión del vapor no puede ser nunca superior a la de satu ración.
.9
."5 P
'P
kp
m2
+ 20
I I
Tensión del vapor
kp
OC interior
Cálculo de la tensión del vapor
Humedad relativa
--+-- - - -. ·d---~-
1;;'1 \
I
UNa de tensión de saturación
i
,
I,
l.
'.
150
I
\
I
\
P,
'. ,
I
\
\.
100
\-"
\. \
"o
- Verdadera ~ tensión - del vapor t- ..
,,
d.1
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50
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¡....... ¡....,-L.....1 .. -
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1-
1
i
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1
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I
T I
2
1
·JJ · d [mi
Yeso
-~
Espuma dura de Styropor
t-?p · d
Fábrica de ladrillo
pequeña diferencia de tensiones y gran re sistencia a la difusión da pequeña densidad de corriente de difusión (curva de tensiones aplana -
Re: ---t vo .
que
r
Curso de las tensiones del vapor. en la sección de la pared. cuando hay condensación del vapor de agua. la pared está dibujada tomando por abscisas las resistencias a la difusión.
g ran diferencia de tensiones V pequeña resi stencia a la difusión da gran densidad de corriente de difusión (cu rva de tensiones empinada)
Cuánto mayor es la diferencia de tensiones y menor la resistencia a la difu sión , tanto más vapor se difunde, pero ta nto más empinada es también la curva de tensiones. Partiendo del hecho de que la pared primero esta ba seca y de que desde un punto no puede difundi rse más vapor que el que se ha difundido hasta él , se ve que la curva de tensiones de vapor no puede seguir un curso cada vez má s empinado. En cambio puede apla narse, y precisamente donde se difunde menos va por que el que se ha difundido ha sta allí, es decir. dond e hay condensación de vapor de agua .
De ahí se deduce : 1. El curso de las ten siones del vapor sigue el trazado de una cuerda tirante que, desde los dos puntos extrem os P i Y P a ' se adaptase suavem ente a la curva de tensión de satu ración (línea de trazo lleno en la figura 3). 2. El vapor de agua se condensa donde la curva "verdadera tensión del vapor" varía su inclinación. La curva verdade ra de la tensión del vapor presenta un codo en la superficie límite entre espuma ·dura de Styropo r y fábrica de ladrillo, y fuera de él ti ene un c urso casi rectilíneo. El cambio de dirección por adaptación a la curva de saturación en la zona de la fábrica de ladrillo puede despreciarse. ya que la curva de la tensión del vapor difiere apenas de una recta , y por tanto en esta zona sólo se precipita muy poco vapor condensado.
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51
3 . Cantidad de vapor condensado en i nvi erno La cantidad de humedad condensada se obtiene calculando el vapor difundido hacia dentro y hacia fue ra del punto anguloso PSK de la curva de tensiones. Acepta ndo las hipótesis simplifi-
cadas de las tabl as 1 y 3 , se obtiene la ca ntidad de vapor de agua dif undido por hora y m 2 mediante la form ula :
óP
.6. P = P, - P2 es la diferencia de tensiones ent re dos puntos de la sección de la pa red. en kg/m' , y 1: I' · d la suma de todas las resistencias a la difusión ll "d (m ) existentes entre am bos planos. La magnitud 160 (h/m ) incl uye el paso del vapor de agua a t ravés del aire . El cálcu lo figura en la ta bl a 4 . El resu ltado muestra que la precipitación de hu medad es inferior al lím ite máximo admisible de 500 g/m'.
TABLA 4.- CON DENSACiÓN
En nuestro ejemplO se difunden, desde el interior hacia la zona de con· densación, a través de la placa de cartón yeso y de la espuma dura de $tyropor :
p. k
Pi -
11 9.3 - 55.4 63,9 160 . (0,06 + 1,00) 170
sk
160 ''¿¡'¿' d
g/m'.h
9 0,376 m2 h
4 . Secado en verano La cantidad de humeda d que, bajo las condiciones estiva les expuestas en las tabl as 1 y 5, puede llegar a secarse, se determina mediante la misma fórmula fu ndamentalmente ut ilizada para
¡
Simultáneamente se difunden, desde la zona de condensación hasta el
exterior. a través de la fábrica de ladrillo y del revoque :
p. k -
55.4 - 21 ,2 160 ' (1.44 + 0,20).
Po
a
160 ''¿ ¡.¡.' d
.2 ;; .5
.2 ~
.
I
200
34,2 = 0 130- 9262 ' m2 h
p l ~1
sk
Quedan. pues, en la pared :
0,246
TABLA 6 .-
9 . 1-440 h m2 h
=
354
9 ~
ISO -
r- ~:n:!~:ración r--- ~ -
-r- ' Fi:.
y/
"
SECADO
,
p. k - Pi 143,0 - 100.0 -'-'7¡- - =-'1-=60-=-' (:...1...."0,..,0-+.,.-,,O--:.0:-:6-=-)
160 ' '¿W d
43.0
=170
P,
i
I
I I
I
.
t
! I
,,
,
I
¡
I
:
i I
I
I
I
143 ,0 - 100.0 43,0 9 =-::1-=60-=-'(7:1-.4'"4:-+-:-: "' 0-:,2:-::0-=-) =c2:-::672 -= 0,164 m2 h
sk
+-
2
1
Veso
En total pueden. pues. secarse :
Espuma dura de Styropor
t--
f¡ · d
Fábrica de ladrillo
9 0.417 m2 h
. 2 160 h
900-9-2
vo-
que
I
TENSiÓN Del VAPOR EN CONDICIONES ESTIVA LES
t
interior
+ 12
exteri or
+ 12
Tensión de satu ración
Humedad relativa
p.
cp
Cálculo de la tensión del vapor
Tensión del vapor
P
kp
oC
52
Curso de las tensiones del vapor. en la sección de la pared . cuando se seca la pared en verano. la pared está dibujada tomando como abscisas las resistencias a la difusión.
m
Temperatura
kp O/ O
m2
I
Iml
---+ Re~ r
l" · d
TABLA 5.-
P,
,
I i 1
Desde la zona de condensación hacia el exterior, a través de la obra de ladrillo y del revoque :
160' '¿¡I' d
l ··..
I
9
SO
a
I I
I
= 0.253 m2 h
sk
p. k - Po
-- r - .·····.l..
1
i -
. ....
Tensión del vapor
I
100
Por difusión se secan, desde la zona de conden~ción hacia el interior. a través de la espuma dura y del cartón-yeso :
'
70
143.0 143.0
m2
I
70
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I
143,0 . 70 100 143.0 . 70 100
I
100,0 100.0
TABLA DE TENSIONES Del VAPOR SATURADO Tensión del vapor (kg/m'l por encima del hielo o del agua. en función de la temperatura
·C
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0.7
0,8
0,9
- JO -29 -27 -26
3,8 4,2 4,7 5,2 5,8
3,8 4 ,2 4 ,7 5,1 5,8
3,8 4 ,1 4 ,6 5, 1 5.7
3 ,7 4,1 4 ,6 5 ,0 5,6
3 ,7 4, 1 4,5 5,0 5,6
3,6 4,0 4,5 4 ,9 5,5
3,6 4,0 4,4 4,9 5,5
3 ,6 3 ,9 4,4 4 ,8 5,4
3,5 3 ,9 4,3 4 ,8 5,3
3 ,5 3 ,9 4,3 4,7 5,3
-25 -24 -23 -22 -21
6,4 7,1 7,8 8 ,7 9,5
6,3 7,0 7 ,7 8,6 9,5
6,3 7,0 7,6 8,5 9,4
6,2 6,9 7 ,5 8,4 9,3
6,2 6,8 7,5 8,3 9,2
6,1 6,8 7,4 8,2 9, 1
6,0 6,7 7 ,4 8,2 9,0
6 ,0 6,6 7,3 8,1 8 ,9
5,9 6,5 7,2 8 ,0 8,8
5 ,8 6,5 7, 1 7 ,9 8,7
-20 -19 -18 -17 -16
10,5 11 ,6 12,7 14,0 15,3
10,4 11,5 12,6 13,9 15,2
10,3 11,4 12,5 13,8 15, 1
10,2 11,3 12,4 13,6 14,9
10,1 11,2 12,3 13,5 14,8
10,0 11,1 12,2 13,4 14,7
9,9 10,9 12,0 13,2 14,5
9,8 10,8 11 ,9 13, 1 14,4
9,7 10,7 11,8 13,0 14 ,2
9,6 10,6 11,7 12,8 14, 1
-15 - 14 -13 -12 -11
16,8 18,4 20,2 22,1 24 ,2
16.7 18,3 20,1 21,9 24,0
16,5 18,1 19,9 21 ,7 23,8
16,4 18,0 19,7 21,S 23,6
16,2 17,8 19,5 21 ,3 23,4
16,1 17,6 19,4 21 ,2 23,2
16,0 17,5 19,2 21 ,0 23 ,0
15,8 17,3 19,0 20,8 22,8
15,6 17,2 18,8 20,6 22 ,S
15,5 17,0 18,6 20,4 22,3
-10 9 8 7 6
26,S 28,9 31,6 34,4 37,S
26,3 28,6 31 ,2 34 ,2 37 ,2
26,0 28,4 31 ,0 33,9 36,9
25,8 28,1 JO,7 33 ,6 36,6
25,6 27 ,9 JO,4 33 ,3 36,3
25,4 27,7 JO,2 33 ,0 36,0
25, 1 27 ,4 JO,O 32,7 35,7
24,9 27 ,2 29 ,7 32,4 35,4
24,7 26,9 29,4 32,1 35,0
24,4 26,7 29,2 31 ,8 34 ,7
5 4 3 2 1
40,9 44,S 48,S 52,7 57,3
40,6 44,1 48,1 52,4 56,8
40,3 43,8 47 ,7 51,9 56,3
39,9 43 ,4 47 ,3 51 ,S 55,8
39 ,6 43,1 46,9 51 , 1 55,4
39,2 42.7 46,S 50,6 54 ,9
38,9 42,3 46,1 50,2 54,S
38,7 42 ,0 45,7 49,8 54 ,1
38,2 41,6 45,3 49,3 53,7
37 ,9 41 ,3 44,9 48,9 53,2
O O
62,3 62,3
61.7 62 ,8
61,2 63,3
60,7 63 ,8
60,3 64 ,2
59,8 64,7
59,3 65,2
58,8 65,7
58,3 66,1
57 ,8 66,6
1 2 3 4 5
67,0 71,9 77,4 82,9 88,9
.67 ,5 72,4 78,0 83,S 89 ,S
68,0 73,0 78,S 64, 1 90,1
68,S 73,S 79,1 64.7 90 ,7
69 ,0 74,1 79,6 85,3 91 ,3
69,S 74,6 80.2 85,9 91,9
70 ,0 75,1 80,8 86,S 92,S
70,4 75,7 81,3 87 ,1 93,1
70,9 76,2 81,9 87,8 93,7
71 ,4 76,8 82 ,4 88,3 94,3
6 7 8 9 10
95,3 102, 1 109,4 117,0 125,2
96,0 102,8 110 ,2 117,8 126, 1
96,7 103,6 110,9 118,6 126,9
97,3 104,3 111,7 119,4 127,8
96,0 105,0 11 2,4 120,2 128,6
96,7 105,8 113,2 121 ,0 129,5
99,4 106,5 113,9 121 ,8 lJO,4
100, 1 107 ,2 114,7 122,6 131 ,2
100,7 108.0 115,5 123,4 132,1
101,4 108,7 116,2 124,2 132,9
11 12 13 14 15
133,8 143,0 152,7 163,0 173,9
134,7 144 ,0 153,7 164,1 175,0
135,6 145,0 154,7 165,2 176,2
136,6 145,9 155,8 166,3 m,3
137,5 146,9 156,8 167,4 178,4
138,4 147 ,9 157,8 168,5 179,6
139,3 148,8 158,9 169,5 180,7
140,2 149,8 159,9 170,6 181 ,9
141 ,2
150,8 160,9 183,0
142, 1 151 ,7 161,9 172,a 184,1
16 17 18 19 20
185,3 197,5 210,5 224 ,0 238,5
186,5 196,8 211 ,9 225,5 240,0
187,7 200,1 213,2 227,0 241 ,5
189,0 201,4 214 ,6 228,4 243,0
190,2 202,7 216,0 229 ,8 244 ,5
191 ,4 204,0 217 ,3 231 ,2 246,0
192,6 205.3 218,7 232,7 247 ,5
193,8 206,6 220,0 234 ,1 249,0
195, 1 207 ,9 221 ,4 235,5 250,5
196,3 209,2 222,7 236,9 252 ,1
21 22 23 24 25
253 ,5 269,6 286,4 304,3 323 ,0
255,2 271 ,3 286,2 306,1 325,0
256,7 273.0 290,0 308 ,0 327 ,0
258,4 274,7 291,8 309,9 328 ,9
260,0 276,4 293,6 311 ,8 330,9
261,6 278.0 295,3 313.7 332,9
263,2 279,7 297,1 315,5 334,8
264 ,8 281.4 298,9 336,8
266,4 283, 1. 300,7 319,3 338 ,8
267 ,9 284 ,8 302,5 321 ,2 340,8
26 27 28 29 JO
342.7 363 ,5 385,4 408 ,4 432,6
344,8 365,7 387,7 410,8 435,2
346,9 367,9 390,0 413,2 437 ,7
348,9 370,1 392,3 415,6 440,3
351,0 372,3 394 ,6 418,0 442 ,8
353,0 374,5 396,9 420,4 445,4
355,1 376,7 399,2 422 ,8 447 ,9
357,2 378,9 401,5 425,3 450,5
359,3 381,1 403 ,8 427 ,7 453, 1
361 ,3 363,2 406, 1 430,1 455,6
-28
+
la humidificación, sólo que, como la difusión a partir de la capa húmeda se efectúa hacia ambos lados, es preciso sumar las densidades de las corrientes de difusión (figura 4). (Cuando al determinar la condensación se obtiene más de una zona de condensación, el secado se calcula de forma análoga .) La tabla 6 muestra el proceso de cálculo correspondiente al ejemplo. Del cálculo resulta que la posibilidad de secado es mayor que la de precipitación de humedad a esperar. La estructura de la pared es por tanto utilizable para casos normales de vivienda y condiciones climáticas normales. Para climas extremos (alta montaña) y locales con humedad permanente y elevada del aire (por ejemplo, tintorerías), es preciso naturalmente variar el cálculo de fo rma apropiada , introduciendo en él otras condiciones climáticas.
Consideración fi nal Las condiciones climáticas unitariamente aplicadas por los Centros de Ensayo pertinentes para la ve rificación de las paredes de viviendas , según las cuales se hizo el cálculo de nuestro ejemplo, son muy rigurosas. En especial, una humedad relativa del 50%
317 ,4
171.7
e
en interiores a -10 0 de temperatura exterior sólo se alcanza en casos excepcionales, como lo muestra la siguiente reflexión: Al aire ambiente de una vivienda se le aporta humedad por la respiración , por la evaporación de agua debida a plantas domésticas, por la cocción de alimentos, etc. A pesar de ello, en habitaciones normalmente caldeadas y en días fríos la humedad del aire es más bien escasa que elevada, ya que a causa de la venti lación de las piezas y de la falta de estanquidad de puertas y ventanas tiene lugar un intercambio permanente de aire entre el interior y el exterior. Pero el aire exterior a _ 10 0 C tiene. incluso si está saturado de humedad, un contenido absoluto de vapor de agua tan exiguo, que si esta misma cantidad de aire se elevase a + 200 C s610 poseerra una humedad relativa del orden de un
11 %. La mezcla con el aire fresco del exterior rebaja también el contenido de humedad del aire ambiente. Sin embargo, los valores de cálculo indicados se eligen para tener en cuenta así la cantidad de condensado que se produce fuera del intervalo temporal de cálculo de dos meses, cor: temperaturas exteriores no tan bajas. De forma análoga se ha introducido también cierto margen de
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seguridad en los datos climáticos determinantes para el cálculo del secado. Este método de cálcu lo constituye un auxilio utilizable para juzgar las condiciones de difusión de una estructura constructiva. De todas formas debe dejarse bien claro que sólo se trata de una estimación, nunca de un cálculo exacto.
Humedad práctica permanente Igual que el aire, todas las materias que no son completamente impermeables al vapor cont ienen siempre un mínimo de humedad. Con el secado de la humedad de fabricación se establece un estado de equilibrio higroscópico oscilante con el estado de humedad del ambiente, en virtud de la permeabilidad al vapor de agua y de la capacidad de conducción o de absorción capilar del material. Este contenido práctico de humedad, fluctuante con las estaciones del año, se designa por tanto con el nombre de humedad de equilibrio o permanente. Se trata de una humedad que no puede evitarse ni siquiera con una ejecución conform e a las prescripciones técnicas, y que no disminuye acusada mente el amortiguamiento térmico. Según la OIN 52012 , se tomará como valor de esta humedad el co ntenido de agua 110 sobrepasado en el 90% de los casos. El estado de "sequedad" de un material depende de sus propiedades higroscópicas: en función de la temperatu ra y de la humedad del aire se depositan moléculas de agua en las superficies, se unen en el interior del material y se precipitan en los capilares más finos a causa del descenso de tensión del vapor. De ello depende el grado de absorción de las superficies de los elementos constructivos, de los revoques, pinturas, empapelados, revestimientos de tela y otros análogos, de buenos efectos para breves fluctuaciones de la humedad del aire con eventual formación de agua de condensación. Esta humedad es devuelta de ~uevo rápidamente al exterior.
HUMEDAD DE LOS MATERIALES PITREOS, EN % EN VOLUMEN segón J. S. Cammer.r, W. Schüle, A. Hummel y J. Sittel
Humedades observadas
Clase d. material d. construcci6n
en
%
Humedades habituales
%
en
en volumen
Humedades permanentes (valor mós frecuent e) *)
.n vo.lumen
en
%
en volumen Obra de f6,br ica d. ladrillo ordinario o silicocalcÓTeo
0,3 -4,0
0,3- 1,5
2
Hormig6n d. todas clases y de cualqui.r porosidad;
3,0-17,0
4 -10
7
Hormig6n d. p6mu \
3,4-24,0
5 -1 7
13
Barro
4,2-14,5
4 - 10
7
Tierra arenosa
4 -14
-
8
-
28
,
yeso
Ti.rra. arcillosa con humus *)
Valor m6s frecuente
23
- 28
+ margen de seguridad seglln la norma DIN 4110
HUMEDAD DE LOS MATERIALES DE ORIGEN VEGETAL (MATERIALES AISLANTES) según J. S. Cammerer
Humedad en % en peso Material
Planchas de corcho
Circunstancias Circunstancias Circunstancias d. tipo desfavorables fo.vorables promedio en la obra en la obra en la obra
2,5
4
8
Placas de lana de madera
15
20
33
Placas de turba
22
30
50
Placas aislanles de fibra de madera
15
20
33
Madera (sin enlucidos encimo.)
13
15
20
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El grado de absorción capilar es consecuencia de la diferencia de tensiones en los capilares llenos de agua, debida a la cohesión y a la adhesión. Cuanto más finos son los capilares, tanto mayores son las fuerzas efectivas y tanto más regular y rápidamente tendrá lugar un intercambio de humedad. Cuanto mayores, son los poros de un material, tanto menos absorbente y portador de humedad es éste. El ladrillo de poros finos y el hormigón de piedra pómez, de poros gruesos, correspo nden por sus propiedades a estos dos extremos. Por consiguiente, el principal cometido de la protección contra la humedad. especialmente de elementos constructivos exteriores situados por encima y por debajo del terreno, consiste en detener el efecto de la humedad sobre los materiales de forma que por lo menos a lo largo del ritmo de las estaciones el equilibrio entre absorción y cesión de humedad no pueda llegar a perturbarse hasta el punto de que, a causa de ello, el aislamiento térmico de dichos materiales sufra menoscabo en el transcurso del tiempo. Las cantidades de agua de condensación formadas en las superficies o absorbidas por ellas son (prescindiendo de estructuras inadecuadas) por regla general varias veces superiores a las propias cant idades interiores de condensado. En determinados casos es preciso mantenerlas lo más reducidas posibles por medio de un suficiente aislamiento térmico y de un correcto montaje de los elementos constructivos, con objeto de evitar daños por humedad al edificio, al mobiliario y demás equipamientos. Para no tener que recurrir posteriormente a medidas auxiliares difíciles y costosas. es necesario tener en cuenta estos puntos de vista ya al realizar el proyecto. Las causas que originan daños por humedad en una obra están estrechamente relacionadas con la forma de la planta y la composición en alzado de las edifica ciones. con la elección de los materiales y la ejecución de los elementos constructivos, con la utilización de los diversos locales y con el tipo de calefacción y aireación que poseen .
Protección térmica La norma DIN 4108 " Protección térmica " comprende bajo este sub concepto de la protección de las edificaciones todas las medidas tendentes a reducir el flujo calórico entre el ambiente exterior y el ambiente interior, por un lado, y entre locales a distintas temperaturas, por el otro. Aun cuando por lo general la norma tiene en cuenta los conceptos básicos de la Técnica del Calor, en cuanto a medidas constructivas se limita sin embargo a estudiar la reducción de las pérdidas de calor y los fenómenos que las acompañan durante la estación fría. No obstante, la protección térmica debe considerarse además en su gran relación co n la variación climática propia de las estaciones y con el bienestar de las personas. Se trata de mantener apartadas del propio ser humano, del mobiliario, de los géneros almacenados y en cierto modo también de la estructura constructiva las influencias negativas tanto de una disminución calórica excesiva como de una aportación exagerada de ca lor. - Las bajas temperaturas reducen la sensación de bienestar y conducen a enfermedades. - Las temperaturas elevadas determinan una disminución de rendimiento y son también peligrosas para la salud. - Un aislamiento insuficiente frente a las temperaturas exteriore s, que puede dañar asimismo las instalaciones y los géneros almacenados y perturbar la marcha de los procesos de producción, exige un elevado esfuerzo continuo en cuanto a medidas de calefacción y refrigeración . - Las grandes fluctuaciones de temperatura provocan en muchos materiales considerables tensiones y deformaciones adici onales. que pueden ser el origen de daños en elementos constru ctivos interiores y exteriores. Antes de deducir las conclusiones conducentes a reducir las pérdidas de calor, por un lado. y la irradiación térmica por el otro, serán expuestos los fenómenos físicos del intercambio calórico y las relaciones entre el bienestar de las personas y los compon entes de climatiza ción del ambiente.
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Proceso del intercambio calórico Entre dos cuerpos o medios a distinta temperatura tiene lugar un inevitable intercambio de calor, el cual no puede impedirse totalmente de ninguna manera, sino s610 modificarse en cuanto a intensidad y duración. Independientemente del valor de la temperatura, el calor fluye siempre hacia el lado relativamente más frío. El calor no puede almacenarse -en todo caso s610 por un tiempo limitado-, por lo que para evitar su pérdida es preciso ¡rlo regenerando con una nueva aportación constante. Desde el punto de vista estrictamente físico no existe " frío", siño únicamente calor por encima de la temperatura absoluta más baja (cero absoluto). No obstante. las expresiones ··frío·· y ··protección contra el frío" son corrien tes en la técnica . y precisamente con respecto a instalaciones en las cuales debe generarse frío artificial , por ejemplo refrigeradores o cámaras frigoríficas. A pesar de ello, el problema inherente a tales instalaciones es en verdad de protección contra el calor, ya que consiste en reducir al mínimo la penetración del ca lor exterior en el recinto que desea mantenerse frío . Puesto que no es posible evita r por completo la penetración de calor a base de aislamiento térmico, hay que contra rrestarla siempre mediante la [emailprotected]ón de frío , si no continua por lo menos intermitente. El proceso natural de intercambio calórico, de compensación entre calor y frío puede ocurrir de varias maneras: - Por radiación, en cuanto se hallan frente a frente dos cuerpos a diferente temperatura. Cuanto mayor es la temperatura tanto menor es la longitud de onda de la radiación calórica. Esta no queda circunscrita a un medio material de soporte, sino que atraviesa también el vacío. Todo cuerpo sometido a una radia ción refleja una parte de la energía recibida , absorbe otra para transformarla en calor y transmite el resto a su través, en función de la temperatura ambiente, la estructura del cuerpo y la naturaleza de su superficie. Casos extremos son el cuerpo absolutamente negro, que absorbe toda la energía recibida , y el espejo ideal. que la refleja sin ca lentarse. - Por conducción a través de la materia, en virtud de la cual el calor pasa de una partícula a otra y moléculas a diferente temperatura (por consiguiente, poseyendo diferente energía cinética) chocan entre sí e intercambian sus energías, sin alterar no obstante sus posiciones respectivas . Cuanto mayor es la temperatura tanto más intenso es el movimiento de las moléculas de un medio, las cuales sólo alcanza~ el estado de reposo a la temperatura del cero absoluto (-273° C). Todos los materiales condu cen el calor con una velocidad que varía en función de su densidad : tanto más rápidamente cuanto más densos son. - Por convección, sólo en gases y líquidos. Las moleculas de éstos, fácilmente desplazables entre sí. propagan la energía térmica recibida por radiación y conducción, sea hacia arriba a causa del menor peso de las moléculas más calientes, sea gracias a corrientes artificiales, como ocurre en instalaciones de calefacción y acondicionamiento de aire. - Por difusión del vapor de agua , cuando la energía térmica vincu lada al vapor y arrastrada por él durante su condensación, sea en el aire o en el interior de elementos constructivos, es liberada de nuevo. la precipitación de la humedad en ta les elementos va acompañada de una mayor conductibilidad térmica y. por tanto. de mayores pérdidas caloríficas.
Balance térmico de las personas El cuerpo humano se halla en intercambio térmico permanente con el ambiente que lo rodea . las substancias nutritivas básicas de los ali mentos -prote fnas, grasas e hidratos de carbono- son descompuestas por efecto de procesos internos de metabolismo, y su combustión suministra el calor necesario para mantener la temperat ura normal del cuerpo. En el hombre y en los mamíferos ésta es. por término medio durante el día , de 37.2°C. la temperatura inte rior del cuerpo tolera tan sólo exiguas fluctua ciones. Un enfriamiento por debajo de 32°C y un celentamiento superior a 42°C son mortales. La piel y las extrem idades resisten , en cambio, mayores fluctuaciones. la uniformidad en la
temperatura del cuerpo es debida a la circulación de la sangre en todas las partes del organismo. la magnitud y constancia de esta temperatura algo variables, quedan determinadas por la relación entre ca lor cedido y calor producido. la energía generada que se libera se mide en kilocalorías. El calor liberado por una persona adulta es : durante el sueño . ... . ... . ... en reposo .. . ............ .. en - ligera actividad, por ej., trabajos de oficina ....... . en esfuerzos corporales medios en esfuerzos corporales intensos puede llegar a . ........ . ... .
75 Kcal/h 80 Kcal/h
. . . .. •.. . . • •. . •...
unas unas
.. ... • ...
unas 100 Kca Vh unas 200 Kcal/h
..
unas 500 Kcal/h e incluso más
El intercambio térmico del cuerpo humano con el ambiente se realiza por cuat ro conductos:
1. Por la respiración (25 ... 30%). Al respirar, el ser humano aspira aire frp.sco (y con él también oxígeno) y expele aire cal iente y humedad . 2 . Por convección (25 ... 30%). Por convección al aire. a través de la piel, se elimina también humedad por evaporación. 3 . Por radiación calórica (35 ... 40%). Se propaga. como toda radiación , a la velociad de la luz. y está influida más por la tem peratura superficial del cuerpo que por la del aire. Se transmite siempre del cuerpo más caliente hacia el más frío y es en parte absorbida y en parte reflejada . Del total de calor ced ido por el cue rpo , la parte que lo es por radiac ión supera las que lo son por respiración o convección. 4 . Por excreciones (5 ... 10%).
Influencias meteorol6gicas En Europa ce ntral, las co ndiciones ambientales relativas a la protección térmica de las edificaciones. según la DIN 4108. son sumamente variables en función de las estaciones o épocas del año, de las condiciones meteorológicas y de las caracte rísticas regionales. Se distinguen diversas zonas climáticas segú n la temperatura rTlínima invernal del aire : En la zona de aislam iento térmico I unos - 10°C (se prescinde de las temperaturas más bajas que sólo aparecen raramente y du ran pocos días) En la zona de aislamiento térmico 11 ... . ... . unos - 15°C En la zona de aislamiento térmico 111 unos - 20°C Durante el verano puede contarse, por el contrarío, con temperaturas del aire de 30 a 35°C a la sombra y de 60 a 70°C al sol. Se ve que las prim eras se aproximan a la temperatu ra del cuerpo, y que las segundas la SObrepasan de manera conside rabl e. la intensidad de la radiación solar depende de la hora del día y de la época del año. prescindiendo de la nubosidad, de la humedad del aire y de la pureza o contaminación del mismo. Es asimismo importante el enfriamiento durante la noche, debido tanto a motivos meteorológicos como inherentes a la naturaleza de la región. Condiciones invernales la diferencia entre la temperatura del aire y la del cuerpo llega a ser en invierno, en casos extremos, hasta de 60°C e incluso más. Durante la estación fria del año el ser humano, pues, está sujeto al peligro de una ces ión de calor excesiva. Contra este peligro se defiende el hombre an te todo llevando vestidos calientes, y el organismo se autoprotege poniendo todos los procesos de regulación en estado por así decirlo de " hibernación" . Durante el invierno el cuerpo humano se adapta también en cierta medida a las temperaturas frías. En cuanto al descender la temperatura del aire se nota la sensación de malestar. en este caso de fro, se cierran los poros de la piel, disminuye la temperatura superficial de la misma , baja la evaporación y queda estrangulado el sistema circulatorio capi lar. La piel adquiere un asp~cto más pálido. se produce una mayor irrigació n sanguínea y un mayor llenado
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FACTORES QUE INFLUYEN EN LA SENSACION DE BI ENESTAR
de las venas. Con ello la piel aparece azulad a y los pelos del cuerpo se levantan (piel de gallina!. reforzando así la protección térm ica.
o
Condiciones estivales Las condiciones propias del clima estival actúan de forma opuesta sobre el cu erpo. En cuanto la temperatura del aire excede de 25°C a la sombra, el intercambio calórico del hombre con el medio ambiente se ve dificultado. Si a ello se añade todavía la radiación solar directa o cualquier otra radiació n calórica. por ejemplo de una m áquina. es preciso to mar medidas eventuales o bien se produciria un peligroso estancamiento de calor. Como protección cont ra este calor excesivo, el sistem a ci rculatorio periférico del cuerpo se adapta a las nuevas condiciones: la piel y las mucosas recibe n mayor irrigación sanguínea. y todos los procesos de regulación se desenvuelven por así decirlo "3 gran velocidad". En esta época del año el hombre es, a causa de esto. muy sensible al frío . El cuerpo se defiende de la dificu ltad de interca m biar su calor abriendo los poros de la piel, en ciertos casos con formación de sudor. la cesión térmica por convección baja, y la parte de la
~
o Ea
Si se desean crear para el hombre recintos habitables por largo t iempo o permanentes, es preciso por así d ecirlo fabricar en ellos artifica lmente las condiciones climáticas propias de los días diá-
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1
o
i i"E ,
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'"
~:~~9"'~ húmedo
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Sensación de bienestar
Regulación del cl i ma ambiente
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"Temperatura . t ________ oC l del aire ambiente
º
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1214161820 22 24 26 28
~.
Hay una serie de motivos que explican la mayor necesidad actual de energía calórica. Para nombrar sólo algunos: sistemas de ca lefacción más có modos, más fácil mente regulables: escasa humedad en el aire de las v iviendas : vestidos más ligeros, ten dencia a la esbeltez (disminución del cinturón de grasa). diferente alimentación, trastornos del sistema vegetativo y mala regula ción de los mecanismos de adaptación.
'"
Todavla agradable
;;
El mismo efecto ocurre tam bién con bajas temperaturas del aire cuando la ces ión calórica del cuerpo aumenta considerable mente a causa de un pesado esfuerzo físico y la convección del aire no es suficiente para crear el equilibrio en la emisión de calor.
Los dos extremos, la pérdida excesiva de calor en invierno y la dificultosa emisión de calor en verano, provocan en las personas una sensación de malestar. Entre ambos extremos, hay no obstante -mayorm ente en muchos días d e primavera y de otoño, si bien sólo en determinadas horas- condiciones atmosféricas, temperaturas del ambiente, y grados de insolación, que despiertan en el hombre una acentuada sensación de agrado o de bienestar. El concepto de "bienestar" sólo p uede definirse co n la mism a imprecisión que el de sanidad. En primer lugar existen diferencias de un individuo a otro, y, además, también la edad desempeña cierto papel. Las personas ancianas t ienen frío con más facilidad que las jóvenes. Por último, no debe olvidarse la importancia del " endurecimiento" y de la adaptación a determinadas circunstancias de ca lor. Las personas, por ejemplo, que han vivido largo tiempo en Africa , tienen todavla fria a temperaturas a las cua les nosotros ya sudamos. Teniendo presente estas reservas y limitaciones puede decirse que " bienestar" es el estado en el cual todos los procesos corporales de regulación se rea lizan con el mínimo dispendio de energía, es decir, cuando la generación de calor por parte del cuerpo se mantiene en equilibrio con el ca lor cedido por él al ambiente. En nuestras zonas climáticas y en estado de reposo, este estado se alcanza cuando la temperatura del aire oscila entre 20 y 22 D C. Con el efecto adicional de la radiación solar estas circunstancias son susceptibles de variar. Nadie ignora que en alta montaña, en pleno invierno y hacia el mediodía pueden tomarse baños de sol en lugares resguardados del vi ento. Que la época y la costumbre también influyen en ello puede reconocerse por el hecho de que después de la primera guerra mundial empeza ron a calcu larse calefacciones por agua ca lie"fe a base de alcanzar temperaturas de 18 a 20D C en las vivre-ndas.
o
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Desagradable
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56
Desagra · dable mente
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Temperatura . t L-..... ° e del aire ambiente
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Temperatura tL - - . , °C del aire ambiente
fanos de primavera y otoño. Estas condiciones dan el cl ima interior deseado. Por clima ambiente se entiende el concu rso térmico combinado de pa red exterior, venta nas, tabiq ues, suelos y techos con la calefacción, ventilación o clim atización, en sus efectos sobre la temperatura. humedad y ci rcu lación del aire contenido en el recinto.
Calefacción Se nota sensación de bienestar en un reci nto cuando. según la experiencia indica , con nuestras calefacciones corrientes por convección (calefacciones por agua caliente. estufas, calentadores eléctricos!. la temperat ura del aire ambiente es de 20 a 22 D C y la temperatu ra superficial de suelos, paredes y techos es de 17 a 18°C. Si se trata de calefacciones pura o preponderantemente por rad iación, la sensación de bienestar aparece ya con una tem peratura del aire de 17 a 18°C. La temperatura del aire y la de las superficies del recinto sólo pueden co mpensarse entre sí hasta ciertos límites. Así, por
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ejemplo, si la temperatura superficial de las paredes sólo es de 10-13°C, una mayor temperatura del aire del recinto no puede compensar este déficit porque el cuerpo humano. situado próximo a la pared. pierde demasiado calor por radiación hacia la trra superficie de la misma. Es mejor el sistema inverso. es decir. elevar la temperatura de las paredes que cierran el recinto y bajar simultáneamente la tempera\ura del aire: es lo que ocurre con los diferentes tipos de calefacciones por radiación. Sin embargo. primero se genera siempre debajo de las ventanas y delante de las superficies acristaladas. un velo de aire caliente, generalmente por medio de radiadores. Los radiadores de agua caliente ceden aproximadamente el 70% de su calor por convección y el 30% por radiación . Las calefacciones por radiación pueden montarse en el suelo, en la pared o en el techo individualmente o también combinadas~ A este respecto hay que tener presente que la superficie del suelo sólo debe estar a 25-28°C, y que la de una pared o un techo caldeados sólo puede alcanzar 35-40°C. Entonces basta para el aire una temperatura de 18°C. El sistema de calefacción que más agradablemente actúa sobre el ser humano es el que confiere a las superficies del recinto las temperaturas regulares y moderadas que mejor corresponden a la emisión térmica natural de las personas. Las calefacciones por radiación . ante todo las situadas en el suelo O pavimento. son las que más se aproximan a estas condiciones ideales. Sin embargo. todas las calefacciones por radiación situadas en paredes y techos tienen el inconveniente de la inercia. Sólo se adaptan con lentitud a variaciones súbitas de temperatura. es decir. tras un cambio brusco de tiempo dejan perdurar durante horas un ambiente de frío o de calor excesivo. Igual que en invierno se necesita calefacción. durante el verano es preciso tomar medidas para protegerse de la radiación y del ca lor solar. así como para disminuir la temperatura del aire ambiente. La consecuencia de un clima ambiente agradable durante los calurosos días estivales a base de construcciones ligeras y grandes ventanas sólo puede lograrse con mucho esfuerzo. Cuando la aireación y ventilación naturales no aportan suficiente alivio. es preciso ir eliminando la energía térm ica que penetra en exceso, para lo cual hay que contar con costes varias veces superiores a los que supone la generación inverna l de ca lor.
Ventilación Como es sabido, el aire tiene la siguiente volumen: Nitrógeno ... . .... . Oxigeno .. . . . ...... , ... . . Acido carbón ico ..... ..... .•.... .. ... Vapor de agua ................ .
composición, en 78% 21 % 0 ,03 a 0 ,04% 0 ,01 %
Del oxígeno inspirado en la respiración el hombre devuelve el 17,5% al efectuar la espiración. Además, exhala del3 al 4 ,5% de ácido carbónico. y evapora 35 g/h a 20°C de temperatura ambiente 45 g/h a 22°C de temperatura ambiente 60 g/h a 25°C de temperatura ambiente Dado el espacio limitado de nuestras habitaciones y recintos de trabajo es. pues, preciso, prever para ellos la correspondiente renovación de aire. Ello implica no sólo la eliminación de las impurezas que contiene el aire. co mo humo y malos olores, etc., sino ante todo la supersión del vapor de agua y de la concentración de ácido carbónico. Un contenido de ácido carbónico del 0.2% puede considerarse todavía tolerable ; uno del 4% tiene ya efectos mortales. El hombre experimenta el máximo bienestar cuando respira un aire cuya humedad rel ativa oscila entre el 35 y el 65%. Un 30% provoca una sensación de sequedad e irrita las mucosas a consecuencia de las partículas de polvo contenidas en el aire. Un 70% o más provoca una sensación de bochorno y pesadez, y dificulta la necesaria emisión calórica . La humedad relativa varía con el aumento o la disminución de la temperatura . Cuántas más personas se hallan en un recinto , tanta más humedad comunican al aire. A la disminución del co n te-
nido de humedad contribuyen ya normalmente los resquicios de puertas y ventanas, los cuales determinan la renovación completa del aire, con aportación de aire seco. de una a dos veces por hora. El resto de humedad se elimina por ventilación a través de las ventanas, la cual es necesaria tanto para evacuar el aire viciado como para la aportación de oxígeno. En cocinas y baños, donde la humedad relativa del aire alcanza a menudo el grado de saturación o incluso lo sobrepasa, no suele limitarse la ventila ción a la que proporciona una ventana , sino que se dispone'n conductos adicionales de aireación.
Climatización Para generar un clima ambiente óptimo es necesaria una instalación de acondicionamiento o climatización susceptible de renovar, purificar, humidificar o deshumidificar y calentar o refrigerar el aire. El montaje de la misma , que influye ya sobre la estructura general de la obra y sobre la altura de las plantas, y su funcionamiento son, sin embargo, tan caros, que hasta el momento sólo se equipan con ella edificaciones especiales, por ejemplo grandes oficinas (que ya no pueden airearse por ventilación naturan, instituciones cientfficas, laboratorios, hoteles de lujo, etc. Al calcular la refrigeración para los dias calurosos debe tenerse siempre en cuenta que, en verano, el .cuerpo está adaptado a una mayor temperatura del aire: por consiguiente, la agradable temperatura de 20 a 22°C del invierno se encuentra excesivamente fría en pleno verano. A continuación se indica la relación que debe existir entre la temperatura exterior del aire y la temperatura interior ambiente :
Temp. exterior
Temp. interior
25°C 30°C 32°C
unos 23°C unos 25°C unos 26°C
En las ínstalaciones de acondicionamiento juega también un papel importante en la sensación de bienestar el movimiento del aire. Si bien la velocidad en las bocas de introducción de aire. en el techo o en los ángulos del local, depende del alcance necesario del chorro de aire, en los puestos de trabajo hay que mantenerla suficientemente reducida para que no sea percibida como corriente. A 21°C debe ser inferior a 20 cm/seg, y a 26°C inferior a 50 cm/ seg. Sin embargo, por fina que sea la regulación de una instalación de acondicionamiento no se podrá lograr jamás la plena satisfacción de todos quienes se hallan en el recinto climatizado. Las .diferencias individuales en cuanto a necesidad de calor será si~mpre preciso compensarlas con vestidos más ligeros o más ~a lientes . Finalmente, para el bienestar es todavía importante que el clima ambiente no permanezca absolutamente constante (la constancia térmica fatiga) , sino que posea cierta amplitud de fluctuación , con el fin de estimar la circulación. Nuestras dependencias de trabajo y nuestras habitaciones por lo general carece n de instalaciones de climatización. En edificaciones donde con predominio se desarrollan esfuerzos corporales o en determinados centros de producción. almacenes, etc., las condiciones de climatización pueden ser básica mente distintas de las que imperan en edificaciones para oficinas o para viviendas. Esto puede tener consecuencias para la disposición de paredes y techos, para la estructura constructiva entera y ante todo para la calefacción y ventilación. En cada caso habrá que buscarse la mejor solución apoyándose en la experiencia adquirida , en la colaboración de especialistas y, si así conviene. en el asesoramiento médico.
Medidas protectoras contra la pérdida de calor Puesto que la evacuación o pérdida de calor del interior del edificio hacia el aire exterior más frro no puede evitarse por completo, es preciso compensarla mediante una aportación o generación artificial de calor en las diversas dependencias. El dimensionamiento de estufas, calefactores o radiadores, así como el tamaño y la potencia de una central de calefacción se basa en el cálculo de la necesidad de calor según DIN 4701 . La necesidad
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de calor es igual a la pérdida térmica del edificio como suma de las circunstancias que concurren en los diferentes locales. El calor necesario Que de ello resulta depende de los siguientes factores: del macroclima del lugar (zona de aislamiento térmico). de la situación de la obra con respecto al sol y al viento (orientación). del clima interior obligado por la utilización de las diversas dependencias del edificio. de la relación entre el volumen y la superficie del edificio. de la permeabilidad térmica de las partes constructivas externas, o sea de las paredes. de las ventanas. de las puertas del forjado por encima de la planta más alta y del suelo situado debajo de la planta completa mils inferior. de la comodidad en el servicio de las instalaciones y de la capacidad de adaptación del sistema de regulación de la tem peratura. del precio de la energla empleada para generar el calo r. De todas estas magnitudes, en parte ya fijadas de antemanO, la permeabilidad térmica de los elementos constructivos externos es lo más decisivo que debe tenerse en cuenta en la planificación. Sólo asl pueden mantenerse exiguas las pérdidas de calor y, por tanto, la necesidad de energía térmica. Cuanto más pequeña es la superficie de un edificio con respe cto a su volumen, tanto menor es la pérdida calórica que experimenta el mismo. En consecuencia, desde el punto de vista térmico, el cubo es la forma más favorable de un edificio, y el rascaci elos o la casa elevada esbelta, la mils desfavorable. Lo mismo vale para la relación entre perímetro y superficie de base. Cuanto más difieren longitud y anchura una de otra , es deci r, cuanto mils alargada es una planta, tanto mayor y mils desfavorable resulta la ca ntidad de paredes externas por m 2 de superficie útil. la forma cerrada más propicia es por tanto la de la. circunferencia o del cuadrado. Los cuerpos de edificio y las fachadas muy subdivididos exigen también una elevada cantidad de calor a causa de su mayor superficie : lo propio ocurre con el edificio aislado frente al encajado en otros. Sin embargo, a medida que crece la superficie destinada a ventanas va disminuyendo el aislamiento y la acumulación térmicos proporcionados por las superficies cerradas formadas por las paredes exteriores. La mayor pérdida térmica a través de las ventanas puede precaverse mediante un multiple acristalamiento aislante e impidiendo que el aire se infiltre por las juntas. No obstante. puesto que el lado norte, al no disponer de la posibilidad de una irradiación solar adicional. se enfriará más intensamente que los lados este, sur y oeste, se ve que la orientación de un edificio influye también en definitiva sobre la necesidad de calor en el mismo (véase "Protección solar", pilgina 59). Cuanto mayor es la diferencia de temperatura entre el ambiente exterior yen interior y cuanto más elevado es el precio que cuesta la generación de energfa calórica, tanta mayor atención debe prestarse a la protección térmica de los elementos constructivos externos en el proyecto. Una inversión suplementaria que se efectúa una sola vez, encaminada a mejorar la protección térmica, repercutirá en forma de ahorro no sólo en los costes corrientes de generación de calor, sino ya en el de la instalación de calefacción.
Proteccjón térmica minjma y conveniente Sin embargo, la norma DIN 4108 " Protección térmica en construcciones por encima del nivel del suelo" sólo prescribe un m fnimo de medidas constructivas para todos los elementos que circundan recintos y edificios utilizados co mo morada permanente del hombre. Estas exigencias mínimas en cuanto a protección térmica deben estar satisfactoriamente demostradas en la instancia de solicitud de la licencia de constru cción. Como ba se de eva luación de estas' exigencias mínimas se partió p'r imitivamente del hecho de que es preciso evitar la precipitación del agua de condensación en las superficies de cerramiento internas, a una humedad relativa del aire del 70% e incluso tras el enfriamiento nocturno, para no dañar la salud de las personas ni la propia obra. Esta protección térmica mín ima no establece. sin
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embargo, las condiciones óptimas para el clima ambiente ni para la rentabilidad a largo plazo. Cuando se trata de viviendas de alquiler, el propietario tiende a construir lo más barato posible y el inquilino quiere satisfacer un alquiler lo mils módico posible; un. cillculo que, desde el punto de vista económico, carece del menor fundamento. Los costes de construcción se sufragan una sola vez, y en ellos deben tenerse naturalmente en cuenta el rédito y la amortización; por el contrario, los de calefacción son gastos permanentes. que no se amortizan. En el transcurso de los últimos decenios han aumentado notablemente las exigencias en cuanto a clima doméstico confortable. Con la protección térmica mlnima estas condiciones sólo pueden alcanzarse, en parte, reforzando la calefacción; en parte, porque una mayor temperatura del aire no puede compensar totalmente el calor irradiado por una pared exterior en invierno, ni el irradiado entre locales a diferente nivel térmico. Para crear un clima ambiente lo más agradable posible es. pues. necesario elevar la temperatura superficial de las paredes que circundan los recintos. Esto contribuye la mayoría de las veces a elevar la sensación de bienestar. Las temperaturas superficiales de un recinto deben seguir lo más lentamente posible las fluctuaciones de las temperaturas exteriores, aproximadamente con el ritmo de dia y noche; es decir, las paredes o elementos de cerramiento deben presentar la máxima inercia posible a la absorción y cesión de calor, o sea deben ser buenos acumuladores de energía calorífica (prescindiendo de locales climatizados).
Protección térmica óptima Según las experiencias conocidas, para mejorar el clima ambiente en edificios de viviendas y otros análogos, da buen resultadú aumentar el aislamiento térmico más allá de las exigencias de la norma DIN 4108. Una mayor protección térmica -preferentemente en todas las superficies exteriores ' de una obra- determina ante todo una elevación de los costes de construcción, pero supone a la vez una disminución de los gastos de calefacción. Para que la protección térmica adicional resulte rentable es preciso que los ahorros en calefacción cubran por lo menos los réditos y gastos de amortización causados por el mayor desembolso constructivo. Si los gastos de calefacción se hallan por debajo de los limites correspondientes se obtienen por lo general tras cinco años según la amortización de los mayores costes de construcción , ahorros de calefacción permanentes. Para alcanzar este objeto no puede facilitarse ningur:"la receta sencilla , ya que en la cuestión intervienen demasiados factores y muy variados. Las experiencias y las precisas investigaciones de W. Triebel, del 8auforschungsinstitut de Hannove r, sobre los tipos de pared exterior más importantes. han puesto de relieve que, por ejemplo, en paredes de ladrillo macizo ordinario, el espesor de pared equivalente a ladrillo y medio (36,5 cm), conocido desde bien antiguo, proporciona la mejor. relación entre costes de construcción y costes de calefacción (supuesta por agua caliente). es decir, la protección térmica óptima ; el valor 00 k es en este caso 1,3. Un mayor espesor de pared no supondria ninguna disminución perceptible de los gastos de calefacción, y si en cambio un notable aumento del coste de construcción de la pared exterior, acompañado de la reducción simultilnea de la superficie útil. En paredes a base de ladrillos perforados, o sea con perloraciones verticales, se obtiene una protección térmica óptima para un espesor de pared exterior de 30 cm (k = 1,1). El mejor aislamiento térmico de una pared exterior se logra cuando la parte sustentante, dispuesta en el interior del recinto y acumuladora de calor se dimensiona según las exigencias de la estática, y se le antepone exteriormente una materia de elevado poder aislante. por ejemplo Styropor, protegida a su vez por un. tabicón contra las humedades. Con una capa aislante de pocos centímetros pueden lograrse así valores de k de 0.5 a 0 ,3 . De forma análoga a los de las paredes exteri ores se presentan los problemas de aislamiento térmico en caso de cubiertas planas, especialmente de las llamadas cubiertas calientes (ver pág. 575 Para dimensionar el espesor de la capa aislante es decisivo conocer el combustible empleado. Cuanto m ás caro es éste, tan-
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PROTECCiÓN T~RMICA ÓPTIMA DESOE El PUNTO DE VISTA ECONÓM ICO Costes globales V espesore s óptimos para d iferentes materiales constructivos y aislantes. compara dos entre si y calculados a base de un precio de suministro de calor de 18 marcos alemanes por " O- Kcal (según eichler).
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Curva 4 : capa aislante de polystyrol esponjoso Curva 5 : capa aislante a base de placas de lana de madera Curva 6 : capa aislante de vidrio celular
to más efectiva debe ser la capa aislante. Como combustibles sólo se utilizan hoy - por orden creciente de precios- fuel-o il. gas natural y electricidad. Para que una calefacción eléctrica resulte todavía rentable con respecto a una calefacción por fuel, es preciso reforzar susta ncialmente el aislam iento térmico que esta última exige ; es deseable ante todo una mayor capacidad de acumulación de los elementos constructivos. Los gruesos de aislamiento a dimensionar deben determinarse en cada caso. Puesto que las isotermas anua les sólo difieren poco entre sí. el gasto por calefacción puede considerarse bastante constante a lo largo de varios periodos de utilización.
Protección solar En el sentido más estricto se entiende ·por protección solar tan s610 el apantallamiento de superficies exteriores. especialmente de ventanas, para hacer frente a una irradiación o un deslumbramiento solares demasiado intensos. En un sentido más amplio. no obstante, todas las medidas encaminadas a estabilizar el clima ambiente interior, como son disponer un sistema de refrigeración o acondicionamiento de aire. construir con masas acumuladoras de calor en el interior del edificio o bien orientar debidamente la obra y dimensionar convenientemente sus aberturas, cuentan también entre las medidas de protección solar que es lícito incluir bajo el concepto más general de " Protección de las obras '.
Radiación solar Los rayos solares actúan psíquica y físicamente sobre el ser humano. El brillo del sol puede ser deseado y estimulante, pero también molesto. cuando no perjudicial o peligroso. si su intensidad va creciendo. El hombre puede soportar más el sol cuando está al aire libre que cuando se halla expuesto a él detrás de la ventana de una habitación. sentado o en posición de reposo. Al aire libre, tanto el movimiento propio como el del aire hacen que la superficie del cuerpo, por convección y evaporación. ceda el calor absorbido más fácilmente que en el interior de un recinto cerrado. Las personas no reaccionan del mismo modo a la energía radicada por el sol. sino de forma distinta según el hábito. la constitución, la edad y el sexo. Las personas con sistema vascu lar periférico bien irrigado soportan más el sol que aqué llas con mala circulación. Ahora bien, la radiación solar puede actuar no sólo de forma directa sobre el bienestar de las personas. sino también de forma indirecta, por influencia sobre el clima ambiente. Precisamente las construcciones ligeras (aunque aíslan lo suficiente del calor, y son poco susceptibles de acumularlo) y las grandes superficies acristaladas de la arquitectura moderna, originan con rápidez, en caso de radiación solar libre e ininterrumpida, un insoportable calentamiento del aire, de las paredes y de los techos en el interior de los edificios. Este fenómeno es deseable en las escasas horas de sol existentes durante los meses de invierno. ya que reduce la ca lefacción necesaria para compensar la pérdida térmica hacia el exterior. No es deseable, por el contrario, la afluencia de calor durante el vera no, cuando por no haber diferencia de temperturas el calor no puede evacuarse al
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exterior a través de los elementos constructivos externos ni de ventilación, ni compensarse por acumulación en el interior del edificio. la eliminación artificial del calor es unas seis veces más cara que su generación. Para mantener un clima ambiente aceptable es, pues, necesario considerar la protección solar que se obtiene con la orientación de la obra, la configuración de los elementos constructivos externos y también con la estru ctura interna de la obra. Con objeto de que pueda apreciarse correctamente la eficacia de las medidas de protección solar, es imprescindible recordar algunas consideraciones astronómicas, geográficas y físicas.
MOVIMIENTO DE LA TIERRA EN El TRANSCURSO DE SU REVOLU CiÓN ANUAL ALREDEDOR Del SOL
21. 3.
Primavera
Invierno
Consideraciones astron6micas Como es sabido. el Sol se mueve alrededor de la Tierra sólo aparentemente. la rotación de la Tierra sobre su propio eje determina las diferentes alturas del Sol sobre el horizonte en el transcurso del dla y la sucesión de días y noches. Puesto que el eje de rotación de la TIerra no es perpendicular al plano de su órbita , sino que está inclinado unos 23 ,5° con respecto al mismo, y se mantiene constantemente paralelo a si mismo en el espacio, los hemisferios norte y sur de la Tierra son caldeados con intensidad variable por el haz de rayos solares durante las diferentes épocas del año. Isucesión de las estaciones) . Por el contrario, la distancia variable entre el Sol y la Tierra, consecuencia de la elipticidad de la órbita que esta última describe alrededor del primero. tiene a este respecto una importancia secundaria. Comparativamente a la distancia media que separa la Tierra del Sol 1 - 150.000.000 de kilómetros) y al diámetro de este último 11.400.000 kilómetros) frente al de la primera Isólo 12.756 kilómetros), las fluctuaciones de la distancia del Sol alcanzan tan sólo ± 1.67% = 2.500.000 kilómetros. No ejercen por tanto ningún efecto apreciable sobre la intensidad de la radiación solar en la Tierra.
21 . 6.
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Verano
21 . 12.
Otoño
21. 9.
Intensidad de la radiaci6n solar la energía irradiada por el Sol alcanza, antes de penetrar en la atmósfera terrestre. la cifra de 1200 Kcal/ m'h Iconstante solar) . El efecto de esta radiación solar directa sobre una superficie cualquiera depende ante todo de la inclinación de dicha superficie con respecto a los rayos solares. es decir, del ángu lo'de incidencia de la radiación. Cuanto más nos aproximamos sobre la superficie terrestre a los circulas polares, y por tanto al eje de rotación. tanto más pequeño es este ángulo de incidencia y sobre una superficie tanto mayor debe repartirse la misma energla de radiación. Los casquetes polares de la Tierra sólo son alcanzados por rayos rasantes y sus puntos permanecen hasta seis meses en la propia sombra del planeta. En el interior de los circulas polares, durante el solsticio de invierno, el Sol no llega a salir ni siquiera al mediodia por encima del horizonte; durante el solsticio de verano, por el contrario. el Sol no se pone ni siquiera a medianoche. Con el menor ángulo de incidencia aumenta además el recorrido de los rayos solares a través de la atmósfera, hasta alcanzar la superficie terrestre. En su paso a través de la atmósfera no varia la intensidad de las radiaciones de onda corta, en parte visibles y en parte invisibles (ultravioleta). la energía que, irradiada por el Sol incide directamente sobre la atmósfera terrestre 11200 KcaVm'h) en parte es reflejada como radiación indirecta lIuz celeste difusa) y en parte absorbida para ser nuevamente cedida a la superficie terrestre en forma de radiación calórica de onda larga : a las latitudes centroeuropeas. apenas alcanza a la mitad la parte de aquella energla que llega a dicha superficie.
MOVIMIENTO DE LA TIERRA EN El TRANS · CURSO DE UNA ROTACiÓN DIARIA SOBRE SU EJE (ÉPOCA: PRÓXIMA AL SOLSTICIO DE INVIERNO PARA El HEMISFERIO NOR·
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di.
Influencias geográficas las masas de los océanos y de los continentes de la superficie terrestre reflejan y absorben las radiaciones incidentes y las devuelven a las capas atmosféricas más próximas en forma de energía térmica de onda larga, de acuerdo con las leyt:3 de la conducción y radiación del calor. A causa de esta inercia térmica
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INTENSIDAD DE LA RADIACiÓN SOLAR Pérdida de radiación por inclinación de los rayos solares
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de la superficie terrestre, las temperaturas máximas del aire se establecen con neto retardo respecto a las alturas máximas del Sol que las han provocado, lo cual puede observarse tanto en el transcurso de un mismo día como en la sucesión de las estaciones. los puntos de igual latitud geográfica quedan expuestos al Sol bajo la misma inclinación de los rayos y durante el mismo tiempo en el transcurso de un dia. El caso extremo de rayos perpendiculares está reservado a puntos comprendidos entre ambos trópicos y limitado a dos veces por año. En tales dias el Sol se eleva verticalmente por encima del horizonte. En esta zona tórrida los rayos solares pueden caer, en el transcurso del año, tanto desde el Sur como desde el Norte. La intensidad de la radiación solar es distinta en puntos de igual latitud, incluso en dras claros, a causa de la topografía y de la altura sobre el nivel del mar, de la humedad y del movimiento del aire, y no en menor grado a causa de la contaminación de este último. Debido a la desigual distribución, a gran escala , de las masas de agua y de los continentes, las zonas climáticas y las franjas de vientos de la Tierra se corresponden sólo aproximadamente con las zonas de igual radiación solar.
Altura del Sol y tiempo de insolaci6n
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Pérdida de radiación por inclinación de los rayos solares
La posición del Sol en su recorrido aparente por encima del horizonte puede indicarse exactamente para cada punto de la TIerra con auxilio de un sistema espacial de coordenadas (esfera cereste). El plano fundamental lo constituye el horizonte, con sus cuatro puntos cardinales. Perpendiculares a dicho plano se suponen trazados los planos de los círculos verticales que pasan por el cenit, el nadir y el punto donde en un momento considerado se halla el Sol. En este sistema de coordenadas, la posición del Sol en cada lugar del espacio y en cada instante de tiempo queda fijada por dos datos angulares: Acimut a: Separación del Sol de la dirección Sur, en el plano del horizonte, medida como ángulo entre el meridiano local y el círculo vertical que pasa por el Sol. Altura h: Angulo de elevación del Sol sobre el plano del horizonte, medido sobre el círculo vertical que pasa por el Sol. El acimut y la altura solares varían continuamente a causa de los movimientos de la Tierra alrededor de su propio eje y alrededor del Sol. y también en función de la latitud geográfica, No debe confundirse con la altura del Sol el ángulo de incidencia h ', que es la proyección de la altura del Sol h sobre un plano perpendicular a la superficie irradiada y al horizonte. Existen diferentes sistemas de diagramas solares que permiten leer más o menos exactamente, para una determinada latitud geográfica, el acimut y la altura del Sol en cualquier hora del día y época del año. M~cho más intuitivos son los diagramas solares trazados sólo para determinados dfas significados del año, como son los correspondientes a solsticios y equinoccios. Los diagramas solares permiten leer directamente la altura del Sol y el tiempo de insolación para cualquier orientación de un edificio proyectado. También se puede determinar fácilmente mediante ellos, por vía gráfica, la sombra de las partes de edificio que resa ltan, para condiciones extremas de insolación, con auxilio de sencillas proyecciones en planta y alzado.
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Medidas de protección solar
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A la luz "de cuanto se ha dicho anteriormente, en el proyecto de las medidas de" protección solar y para cada circunstancia local será preciso tener en cuenta los siguientes factores, con objeto de reducir al mínimo, mediante medidas constructivas, las instalaciones técnicas necesarias:
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Pérdida de radiación a través de la atmósfera
Radiación celeste
orientación más adecuada de la obra; orientación, número y tamaño de las ventanas; clase de estructura constructiva ; configuración de la fachada ; dispositivos de protección solar.
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Entre las posibilidades dadas deben elegirse las medidas protectoras apropiadas a cada caso según los criterios siguientes, e incluirlas en la estructura de la pared exterior y de las ventanas:
ALTURA OEl SOL h Y ÁNGULO DE INCIDENCIA
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Sección vertical
- apantallar la radiación no deseada. con el fin de impedir el calentamiento y el deslumbramiento en el interior del edificio, especialmente durante la época calurosa. - conseguir una gran reflexión y una escasa absorción de la radiación directamente incidente, es decir, utilizar colores lo más claros posible. - transformar la luz solar directa en luz difusa para obtener una iluminación uniforme. evitando el deslumbramiento.
Apantallamiento horizontal
Profundidad mlnima necesaria para apantallamientos fijos cot h'
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Apantallamiento vertical
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Por otra parte. conviene reducir al minimo la sombra provocada en el interior por los dispositivos de protección solar, con objeto de conseguir iluminación diurna natural aun en días nublados. principalmente durante el invierno:
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- diferencias de claridad lo mini mas posible entre el elemento que da sombra y el cielo visible desdé el recinto; - posibilidad de vista a través de ventanas; - posibilidad de apertura de las veflt~na5 a fines de ventilación, en locales no climatizados; - posibilidad de limpieza de las ventanas; - posibilidad eficaz de controlar el dispositivo de protección solar, especialmente en edificios climatizados, con objeto de mantener lo más bajos posible los costes de servicio de las instalaciones técnicas de ventilación y refrigeración; - resistencia frente a daños mecánicos por uso inadecuado o debidos a los agentes atmosféricos.
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Influencie dele orienteci6n del edificio TRAYECTORIA DEL SOL El OlA OEl SOLSTICIO DE VERANO (.......21
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12 horas de noche
TRAYECTORIA Del SOL El OlA DEL EQUINOCCIO DE PRIMAVERA
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TRAYECTORIA Del DEl SOLSTICIO DE
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El terreno y todas las superficies horizontales de una edificación quedan expuestos a los rayos solares, bajo ángulos de incidencia crecientes y decrecientes desde la salida a la puesta del Sol. siempre y cuando no se hallen en la sombra de objetos más altos. En cuanto se refiere a la intensidad de la radiación sobre cubiertas planas, carece por tanto de importancia, la orientación del edificio. lo que realmente cuenta aqui es sólo el ángulo de incidencia de los rayos Y. por-ende, la altura máxima del Sol al mediodía. Esta puede alcanzar el máximo (90·) entre ambos trópicos, pero poco más de 60· a las latitudes de la Europa central, que se reducen a unos 15° en el solsticio de invierno, mientras en el círculo polar ártico sólo se reciben entonces rayos rasantes. Por el contrario, para todas las cubiertas inclinadas y todas las paredes verticales con distintas orientaciones respecto al Sol, no es la mllxima altura del Sol lo que importa , sino el ángulo de incidencia más elevado con respecto a la superficie en cuestión, es decir, la situación con respecto a los puntos cardinales. Los diagramas de irradiación solar directa horaria sobre superficies verticales (según Freymuth) en función de la hora del día y de la orientación de la pared muestran que, allí donde todavía existe la posibilidad de decisión y no hay que otorgar mayor peso a otros criterios, la medida de protección solar más eficiente radica ya en la orientación adecuada del edificio. Si bien la orientación principal de un edificio hacia Norte y Sur exige el mínimo gasto en cuanto a medidas de protección solar, proporciona de todos modos dos mitades de edificio muy diferentes por lo que a instalaciones técnicas de calefacción y climatización se refiere. La pared sur recibe , durante los meses críticos de verano, en que es mayor el ángulo de incidencia de los rayos solares, menos intensidad de radiación que en primavera y otoño, ya que aun cuando entonces el ángulo de incidencia de la radiación es ciertamente menor, resulta en cambio mayor referi": do a la superficie de dicha pared. la exigua iluminación de la cara norte durante el largo día estival puede en general despreciarse. En cambio, con la orientación hacia Este y Oeste dos lados del edificio quedan expuestos durante los calurosos meses de verano a mayor intensidad de radiación que el lado sur. Sobre el lado oeste coincide, además, en verano la máxima intensidad de radiación con la punta de temperatura diaria del aire exterior; sólo en invierno, cuando se desea el calor del sol, tiene esta orientación sus ventajas. Los lados sudeste y sudoeste reciben durante los meses de marzo a octubre una radiación cuyos valores máximos se hallan entre los que reciben los lados sur, este u oeste. los lados nordeste y noroeste reciben por el contrario sólo durante los tres meses de verano una mayor radiación, que corresponde aproximadamente a la del lado sur, la cual se produce no obstante más de 4 horas antes o después. En las consideraciones sobre protecciones solares que haremos a continuación se parte del hecho de que es más fácil apantallar el sol procedente del Sur, que es elevado. que el del Este o del Oeste, más bajos, cuya altura varía rápidamente y contra el que debe recurrirse a otras medidas de protección.
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Influencia de la supetficie de la obra ' Más todavra que la orientación influyen sobre las consecuencias de la radiación solar la distribución de la fachada en zonas de pared y zonas de ventanas. el tamaño de las ventanas con respecto al recinto que iluminan y el porcentaje de superficie que representan en la superficie total de la fachada. las dimensiones de las ventanas y la disposición restante de la fachada son lo que determinan, conjuntamente con la estabilidad de la temperatura en el interior del edificio, los efectos de la radiación solar sobre el clima ambiente. Las temperaturas del aire exterior, la densidad de ocupación y las posibilidades de aireación de los locales s610 tienen un papel secundario. en el estado actual de la
técnica Acristalamiento La permeabilidad a la radiación solar directa del cristal normal de ventana es del orden del 90%. Por consiguiente, ya a r.artir de un porcentaje de ventanas del 30% de la superficie de toda la fachada es licito tomar medidas de protección solar, la cual se situará lo más al exterior posible. frente a la ventana. La energía radiante de onda corta que penetra a través del cristal de una ventana no protegida calienta las superficies interiores sobre las cuales incide, y éstas ceden nuevamente este calor por convección y radiación al aire o a las zonas más frfas en forma de radia ción de onda larga. No obstante, el cristal de ventana no se deja atravesar por radiaciones de longitud de onda superior a 2 ,8 mm. Éstas permanecen, pues, en el recinto, cuya temperatura va ascendiendo a consecuencia de la sostenida acumulación de energfa, y se ,produce el conocido " efecto de invernadero" . Las proporciones en que intervienen permeabilidad, absorción y reflexión pueden variarse modificando la composición del cristal o dándole un tratamiento supeñicial especial. los vidrios absorbentes reflejan y absorben mayor proporción de energla que el vidrio normal. Ello supone, además de una permeabilidad más reducida en la banda visible, un calentamiento gradual más intenso del vidrio, y con él una emisión térmica retardada al recinto. Cuanto mayor es la proporción de permeabilidad en la banda visible frente a las bandas del ultravioleta e infrarrojo, tanto menos afectadas quedan las condiciones de iluminación en el interior del recinto. Mediante vidrios reflectores se persigue reflejar la radiación, más eficazmente en la banda del infrarrojo, con lo cual se reduce también, de todas formas, la permeabilidad a la radiación en la banda visible. Por consiguiente, en cada caso es necesario ponderar la eficacia de cualquier vidrio de protección solar con la disminución de luz diurna que representa, a la cual no debe atribuirse siempre (por ejemplo, en' grandes oficinas) la misma importancia. El empleo de cristales de protección solar como pantallas suspendidas ante la fachada y aireadas por detrás proporciona una iluminación diurna esencialmente mejor que el de dispositivos a base de material opaco que arroja sombra , y no se menoscaba por ello el efecto de protección. Paredes El efecto de la radiación solar sobr~ una pared exterior cerrada es poco importante comparado con su influencia en las aberturas de las ventanas. Cuanto menos se notan las fluctuaciones de la temperatura exterior en el lado interior de una pared, tanto mejores son también las propiedades amortiguadoras de la misma frente a puntas de temperatura provocadas por radiación solar. las óptimas condiciones las ofrecen las estructuras con una sola capa de gran masa, con suficiente aislamiento térmico, por ejemplo fábrica de ladrillo de 36,5 cm, o elementos a base de varias capas, con capa interior gruesa. Un revestimiento de fachada con aireación por detrás puede contribuir a mitigar las puntas exteriores de temperatura causadas por la radiación solar, a pesar del calentamiento que experimenta. El pintado de la fachada con tonalidades oscuras es perjudicial. sobre todo si se trata de estructuras de una sola capa. Con el incremento de absorción se elevará también señaladamente la penetración de calor de fuera hacia dentro, a causa de un mayor descenso. de la temperatura entre el exterior y el interior. Entre superficies blancas y negras puede haber diferencias de temperatura hasta de
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50·C, según el espesor y el poder de acumulación térmica del material. Contrariamente a los sistemas de calefacción de mayor inercia, con radiadores como fuente de calor (sin refrigeración), una instalación de climatización con temperatura del aire exactamente ajustada puede adaptarse rápidamente a las condiciones variables del sol y de tiempo. En tal caso es desventajoso el uso de paredes pesadas. absorbentes de calor. ya que retardan la aparición del efecto de calefacción o de refrigerarión causado por el sis'tema de acondicionamiento. Cuando se han proyectado o existen instalaciones son, por tanto, ventajosas las paredes ligeras, reflectoras del calor. Cubiertas Así como las cubiertas planas quedan expuestas al sol todo el dia, bajo diferentes ángulos de incidencia y sin sombra alguna, las cubiertas inclin'adas sólo ~ reciben los rayos solares a ratos, pero bajo un ángulo de incidencia más elevado. En caso de cubiertas planas, el calentamiento puede combatirse eficazmente por reflexión de los rayos o bien mediante enfriamiento por evaporación, configurándolas como cubiertasestanque con lecho de gravilla y entrada de agua elevada o incluso con una capa de agua , En cubiertas ligeramente inclinadas es dificil conseguir una protección solar. ni siquiera cuando están formadas por varias capas, por falta de capacidad de acumulación de calor. Bajo este punto de vista resulta desfavorable el desván habitable. Incluso con una aireación suficiente por detrás de la capa de cubrición. no puede alcanzarse el efecto protector que confiere la cubierta inclinada con desván no habitable~ No obstante, para cubiertas es también válido, en general, que el empleo de materiales cIaras o de capas reflectoras permite aminorar apreciablemente el calentamiento de las mismas. En caso de naves de gran superficie con respecto al volumen del recinto, la configuaración de la cubierta en diente de sierra sigue siendo, ahora como antes, la mejor solución que, orientada de manera conveniente, evita toda incidencia solar a través de las zonas acristaladas, Dando además a la sección de la cubierta una forma técnicamente favorable a la circulación del aire, es posible lograr directamente la evacuación natural del calor penetrado a través de la cubierta. Desde el punto de vista de la protección solar no resultan muy favorables las cubiertas planas con lucernarios. Si bien su tamaño puede reducirse a un mínimo utilizando cúpulas luminosas, toda protección solar es complicada desde el punto de vista técnico.
Elementos que proyectan sombra la protección contra el sol procedente del Sur es la más fácil de realizar. Para conseguir pleno efecto, el elemento protector situado frente a la ventana debe estar rodeado de aire, En caso de orientación puramente sur, pueden disponerse pantallas a base de láminas horizontales fijas, sin ensombrecer excesivamente el interior, La distancia entre láminas aumenta con la distancia entre pantalla y fachada . las láminas por lo general son de metal ligero. las pantallas fijas tienen la ventaja de no precisar servicio alguno y en la práctica ningún entretenimiento, por lo cual son especialmente apropiadas para escuelas, etc. Pero se emplean también de buen grado en otros tipos de edificio, ante todo frente a fajas continuas de ventanas. No obstante, más frecuentes que las pantallas fijas son las llamadas persianas de láminas móviles, aptas para cualquier orientación , Sus delgadas láminas son de metal ligero con un recubrimiento. Deben ser de un calor más bien claro, con objeto de reflejar mejor la luz solar. Puesto que son móviles, pueden adaptarse a todas las alturas del sol y es posible, por tanto, ajustar a voluntad la incidencia de luz. los batientes de las ventanas pueden abrirse entonces libremente a fines de ventilación. Si las persianas se hallan entre dobles cristales quedan protegidas contra la intemperie y la suciedad, pero pierden eficacia, ya que irradian parte del calor solar absorbido al interior. En algunos casos, co mo por ejemplo en caso de laboratorios biológicos, es ~ no obstante necesario recurrir a esta disposición para proteger los loca les contra las radiaciones solares súbitas durante los
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fines de semana, y preservar las sensibles persianas de las inclemencias del tiempo. Si las persianas se disponen en el interior del edificio su eficacia como protección solar queda todavía más disminuida. La s persianas enrollables de metal ligero con láminas ajustables son más pesadas y sólidas. y también más caras. Cuando las ventanas están orientadas hacia el Este o el Oeste, las pantallas fijas de láminas horizontales no ofrecen ya suficiente protección solar. Con ellas ya no es posible impedir los tórridos rayos del sol naciente o poniente durante los meses de verano. En tal caso sólo resulta eficiente el empleo de suficientes láminas giratorias, horizontales o verticales, en toda la superficie de las ventanas. Las persianas corrientes de lá minas móviles representan de nuevo a este efecto la ejecución más económica. Si es preciso. además de los dispositivos exteriores de protección solar pueden adoptarse otras medidas co mplementaria s ·contra el sol y su radiación térmica. Contra la radiació n solar directa de corta duración pueden servir también persianas interiores arrollables de plástico translúcido o bien cortinas semitransparentes, pero ni unas ni otras pueden reemplazar la protección solar exterior. También los balcones y las galerías cubiertas. todas las subdivisiones y los escalonamientos acumulados de la fachada deben coordinarse en definitiva con las medidas de protección solar. No obstante, su eficacia se limita al sol del Sur o a un determinado éngulo .de incidencia, por lo que en general no resultan superfluas las medidas adicionales de protección.
Protección contra incendios Entre las med{das de pretección de edificios, la protección contra incendios asume una situación especial. Contrariamente a las protecciones contra el frío, el ruido y la humedad, la resistencia de un edificio en caso de incendio, es decir, su capacidad de mantenerse en pie, sólo puede garantizarse, a base de un dispendio sostenible, para un tiempo de duración determinado, durante el cual los elementos constructivos son susceptibles todavía de cumplir su cometido.
Peligro de incendio Cuando el hombre introdujo el fuego en su hogar para la cocción de los alimentos y como protección contra el frío y la intemperie, este progreso supuso al propio tiempo un peligro y una amenaza para su vida, sus bienes y su casa. El peligro fue creciendo a medida que los poblados se transformaron en aldeas y ciudades. En nuestras latitudes las casas estaban no sólo construida s de material combustible -generalmente madera- sino además cubiertas con materias fácilmente inflamables, como paja, cañizos o chillas de madera . La preocupación para disminuir el peligro de transmisión de incendio influyó por ejemplo de manera acusada en la edifica'ción de ciudades durante la Edad Media. Las diferentes casas individuales se levantaban dando el frente hacia la calle y dejando entre ellas una pequena distancia, la llamada "androna". Sólo aparecieron trechos de la calle con los frontales de las casas alineados sucesivamente tras el empleo de muros cortafuegos, paredes de mampostería y "cubiertas pétreas", sobre todo de ladrillos, que no empezaron a imponerse en gran escala en edifi cios civiles hasta entrado el siglo XVlIl En la época de Goethe todavía la mitad de las casas de Weimar tenían cubierta de paja. En las ciudades antiguas el peligro de incendio era tan grande, que no era raro ver zonas urbanas quemadas o ciudades enteras reducidas a cenizas. Ciertas ciudades fueron aniquiladas varias veces por el fuego. Mientras las posibilidades de extinción fueron nulas, la gente se tuvo que limitar a m edidas preventivas. El sereno vigilaba la ciudad y exhortaba a sus habitantes a apagar la lumbre y la luz antes de acostarse. El peligro principal radica hoy. en que la madera ya no es el elemento básico de la construcción, menos en la combustión de los propios edificios que en el riesgo cada vez mayor de· que se incendien las mercancías combustibles o fácilmente inflamables almacenadas en los mismos. El valor y la cantidad de tales mer-
cancías influyen de manera decisiva en las pérdidas causadas por un incendio. Según las normas relativas a seguridad contra incendios se distingue entre: Materias incombustibles. No pueden arder formando llama ni sin formar llama. Por ejemplo, piedras. tierra , aceTO. Materias difícilmente inflamables. Sólo se descomponen , y aun de forma gradual, con aportación de una considerable energía exterior. Por ejemplo elementos a base de madera aglomerada con materias minerales. Materias difícilmente combustibles (B 1 l. Tienen una temperatura de ignición superior a su temperatura normal de combustión. Por ejemplo. tabaco o determinados plásticos. La combustión por incendio sólo es posible cuando gracias a otras sustancias se va manteniendo siempre la necesaria temperatura de ignición. Materias normalmente com bu stibles (8 2 ). Tienen una tem peratura de ignición inferior a la de combustión, y arden por sí mismas. Por ejem~lo , fuel , carbón y madera. Materias fácilmente combustibles (B,). En el proceso de encendido liberan energía a gran velocidad, a gran presión y con elevado desprendimiento de calor. Por ejemplo, gases y bencina. Por tal motivo no deben almacenarse nunca en edificios cerrados. o sólo en pequeñas cantidades y siempre bajo medidas preventivas especiales que pueden ser de tipo constructivo o relativas al servicio, como prohibición de fumar, protección de máquinas e instalaciones eléctricas contra explosiones, etc. El proceso de combustión es un proceso de oxidación, que se inicia y mantiene cuando se calienta n materias combustibles por encima de su temperatura de ignición y se les aporta suficien te oxígeno por afluencia de aire. Con ello se crea un intercambio térmico por conducción, radiación y convección que impulsa el foco del incendio a extenderse hacia toda la materia circundante posible. En el interior de edificios el peligro de incendio puede producirse por chispas. por fuego abierto. por homillos. estufas y chimeneas. por autoencendido de materias fácilmente inflamables a causa del calor, por corto circuitos en instalaciones eléctricas o por explosiones de gases; y desde el exterior, por pavesas procedentes de chimeneas, por intromisión de fuego, por calda de rayos o -por desprendimientos.
Carga de incendio El peligro de fuego en el intenor de un edificio. la duración y la violencia del mismo aumentan con la cantidad de materias combustibles contenidas en él, con el contenido de energía química de éstas y con la velocidad con que dicha energra es liberada . Una medida de este peligro de fuego la da la llamada carga de incendio. En el proyecto de norma DIN 18230 " Protección constructiva contra incendios en la industria" está definida como sigue : " Se entiende por carga de incendio q el cociente de dividir la totalidad de ca lorías que representa la combu stión de todas las materias combustibles contenidas en un sector sujeto a incendio, por la superficie calculada de dicho sector." Se expresa en McaVm 2 y se calcula mediante la fórmula siguiente: g=
L'(G i.Hu) A
donde G = peso de cada materia combustible. en kg Hu = calor específico de cada materia combustible, en Mcal/kg I: Q i = su ma de todas las cantidades de valor correspondientes al sector. en Mcal. A = superficie del sector, en m 2 • Es preciso tener en cuenta todas las materias combustibles de la construcción, en servicio y almacenadas, incl uidos el embalaje y los revestimientos de la fase final de la construcción, pero no en cambio los materiales que se trabajan o guardan en un estado tal que excluye cualquier posibilidad de ignición (materias combustibles mojadas) .
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La carga de incendio se representa también en kg equivalentes de madera por m 2 , lo cual resulta más explicito y fácil de imaginar. Puesto que el calor resultante de la combustión de 1 kg de madera es por término medio de 4 Mcal , se obtiene la carga de incendio en kg/m 2 dividiendo por 4 el valor total del Mcal/ m 2 hallado. Una placa de madera de 1 cm de espesor tiene, "por ejemplo, una ca rga de incendio de 6 kg/m 2 . A título de orientación, se fa cilitan otros va lores que se toman para el cálculo. para edificios administrativos, para edificios con laboratorios, para bibliotecas,
q", 40 kg/m 2 q", 50 kg/m 2 q ""2 5 kg/m 2
Cometidos de la protección contra incendios En caso de incendio, la estructura de un edificio debe mantener su estabi lidad y su capacidad sustentante por lo menos hasta que hayan podido ponerse a salvo personas y, eventualmente, anima les, y tomarse medidas eficaces para combatir el fuego . Por consiguiente, además de la ga rantía de una resistencia suficientemente duradera al fuego de los elementos const ru ctivos compete también a la protección contra incendios la redu cción del peligro de incendio por medio de precauciones en la planificación, en la construcción y en el servicio, la prevención de causas capaces de originar y propagar el fuego, la creación de vías de escape y salvamento y de ataque para los bomberos y medios de lu cha contra el' incendio. A pesar de los nu evos tipos de constru cciones y de las nuevas posibi lidades de extinción del fuego, no ha variado hasta hoy el orden de preferencia de los objetivos a alcanzar en todas las medidas de protección : preferente : protección y salvamento de personas y animales, así como de la propiedad de terceros. secundario: restringir los daños causados a la obra y poner a salvo valores efectivos. Los costes relativos a las exigencias preferentes en la protección contra'incendios no se pueden evaluar con respecto a los objetivos alcanzables. Están limitados, de todos modos, por las posibilidades técnicas. Se dedica especial atención a la seguridad de las vías de escape, a dar suficiente estabilidad a la estructura form ando sectores aislados, a crear posibilidades de evacuación al humo y al calor, y a impedir la transmisión del fuego a otras edificaciones. A pesar de estas precauciones, una obra puede sufrir daños en caso de incendio. Si a este respecto vale la pena dotarla de medidas suplementarias. por ejemplo de instalaciones automáticas de avi so de incendio o de dispositivos para combatir el fuego, suponiendo que no hayan sido ya previstos, es una cuestión económica. Estas medidas afectan a la relación entre el interés de los cos tes de inversión y las primas de seguro para unas posible s pérdidas por incendio, así como a la evaluación de los gastos y pérdid as por interrupción del servicio.
micos fácilmente inflamables o explosivos, llevaron a la diferenciación entre Ordenanzas de la Construcción y Ordenanzas contra incendios. Las exigencias generales de la protección de construcciones contra incendios· figuran como prescripciones básicas..-en-'as -ordenanzas de los diversos estados de la República Federal Alemana. Contienen detalladas especificaciones de ejecución, preferentemente para edificios de viviendas y obras compa rabl es a ellos, como por ejemplo edificios de oficinas, con inclusión de rascacielos. Por este motivo se han introducido allí especificaciones técnicas especiales en forma de directrices y normas complementarias. ya que pueden adaptarse con más facilidad al desarrollo técnico que las ordenanzas a sancionar por ley: Disposiciones ejecutivas relativas a las ord enanzas de la Construcción de los estados federales . Disposición sobre construcción y servicio de establecimientos comerciales y grandes almacenes. Disposición sobre locales de asambleas. Disposición sobre garajes. Directrices sobre construcción de escuelas, con prescripciones sobre protección contra incend ios. OIN 18230. Protección constru ctiva cont ra incendios en la industria (en preparación) . Directrices para el empleo de materiales combustibles en la constru cción. DIN 4102 , Comportam iento de materiales y elementos constructivos en caso de incendio. Norma introducida como directriz para la inspección de construcciones. Hoja 1 Conceptos, requisitos y prueba de materiales constructivos (en preparación). Hoja 2 Conceptos, requ isitos y prueba de elementos constructivos. Hoja 3 Conceptos, requisitos y prueba de elementos constructivos especiales. Ordenación en los conceptos. Hoja 4 Comentarjos a las hojas 1 a 4 (en preparación). Hoja 5 Para materiales y elementos constructivos que están compren didos técnicamente, en cuanto a protección contra incendios. entre los que figuran en la hoja 4 de la DI N 4102 , no es necesario verificar su comportamiento en caso de incen dio.
Clases de materiales Según las " Especificaciones complementarias a la DIN 4102 ", ante todo en substitución de la hoja 1 - Exigencias y prueba de materiales- que todavía falta , los materiales se subdividen en las siguientes clases, de acuerdo con su comportamiento en ca so de incendio :
Clase de material
A Al A2
Prescripciones y conceptos La s prescripciones generalmente obligatorias relativas a la prevención de incendios ya fueron introducidas con las Ordenanzas de la Constru-:ción de los diferentes países en la segunda mitad del siglo XIX Puesto que el rápido crecimiento de las ciudades afectaba ante todo a la crea ción de viviendas, las prescripciones de la Construcción y de Prevención de Incendios se referían casi exclusivamente a la edificación de viviendas y edificios análogos. Tales' prescripciones fueron deducidas de experi encias legadas por los años, pero no descansaban sobre conocimientos científicos ni sobre invest igación a propósi to. A sí, por ejemplo, en las ordenanzas prusiana s las dimensiones mínimas de los patios traseros estaban fijada s tan sólo por el círculo de viraje de las escaleras de los bomberos de Berlín . Sólo la progresiva industrialización, con la consiguiente multiplicidad de nuevos tipos de edificios, y no en último térmipo la fabricación y utilización general de materiales y productos quí-
8 61 62 63
•
Denominación a efectos constructivo legales materiales incombustibles
materiales materiales materiales materiales
combustibles difícilmente inflam ables normalmente inflamables facilmente inflamables
La clasificación de los distintos materiales de construcción según los resultados obtenidos en los ensayos y de acuerdo con las deno minaciones anteriores' figura en DIN 4102 , hoja 4 , artículo 3 .
• En la actualidad se están efectuando invest igaciones sistemáticas sobre ¡ncen· dios por parte de instituciones científicas. por ejemplo. en la T .U. Braunschweig (prole. Dr. Kordina ).
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Clases de resistencia a/ fuego Como ya se ha indicado con anterioridad, en el comportamiento de una obra durante un ince ndio es fundamental , no la combustibilidad de los materiales que la componen, sino la duración de sus resistencia al fuego. Esta no s610 depende del material, sino también de las dimensiones y la sección del elemento co nstructivo, de su solicita ción estática y de la posibilidad de ser atacado por el fuego.
Element os const ructi vos A la luz de lo expuesto en la DI N 4102 . hoja 2 , se entiende por "elementos co nstru ctivos" únicamente aquell os de la estructura que han de asumir funcion es de soporte. apuntalamiento y separación de espacios para aseg urar la estabilidad de la obra durante las m edidas de salvamento y de extinci ó n del fuego . como
comb ustión de aceite. D urante el ensayo debe regularse el curso de la temperatura en este local de acuerdo con la curva de tem peratura unitaria internaciona lmente convenida, la cual corre sponde estadíst icamente al curso normal de un gra n incendio. Después del en sayo de incendio para comprobar la estabi lidad, la capacidad portante y la deformación, para la prueba de resistencia debe efectuarse además el ensayo de choques con bola, caso de haber paredes que encierran un recinto , o el ensayo de agua pa ra extinción del fuego , en caso de revestimientos y envolventes a partir de F90. Para poder ser incluidos en la correspondiente clase de resistencia al f uego, los elementos constructivos deben cumplir, durante el ensayo, las condiciones que marca la tab la de pie de página. Ó- Óo = 345 19 18
o
son:
1+ 11
Temperatura del recinto sometido a incendio, en oC. Temperat ura de la pieza sometida a prueba (OC) al principio de ésta Tiempo de du ración. en minutos
Paredes. Cubiertas y techos. Viga s y jácenas. Pilares y pies derechos. Escal era s.
Ó-Óo grados
min
La duración de resisten cia al fuego de un elemento constructivo se define como el tiempo m ínimo en m inutos dura nte el cua l dicho elemento sa tisface las exi gencias especificad as en DI N 4 102 hoja 2 al ser sometido a prueba de incendio. La duración alcanzada queda cara cterizada por la clase de resistencia al fuego : Clases de resistencia al fuego
Duración de resistencia (en minutos)
F lO F60 F 90 F 120 F leo
:;;: 30
retar dador del fuego
:;;: :;;: :;;: :;;:
de a lta resistencia al fuego
60 90 120 180
Denominación a efectos constructivo-Iegales
O
O
5 10 15 30 60 90 1 20 180 240 360
556 65 9 7 18 82 1 925 986 1029 1090 11 33 11 93
CURVA DE TEMPERATU RA UNITA RIA
resistente al fueg o
grados
Los elementos con structivos Qu e figuran en la DIN 4102 , hoja 4 , pu eden emplearse, sin necesid ad d e otra prueba , en la cl ase de resistenci a al fuego allí especi ficada. Para elementos que no aparecen en la norma es prec iso hallar la clase de resistencia al fuego madiante dos ensayos de incendio por lo m enos. La s condiciones de estos en sayo s, a efectuar por Institucion es de Ensayo de Materia les reconocidas a efectos legales, están detallada s en la hoja 2 , artículo 5. La s probetas de ensayo, en ci rcunstanci as d e instala ción o seg ún dimension es prescritas, se someten a las pru ebas de incendio en un local infla mado por
1000
,.../' /
o
30
-60
90
. ~ ~
120
150
180 m in
Tiempo de duración r
Definición de las clases de resistencia al fuego Clase de resistencia al fuego
sustentantes
F 30
No s. derrumban bajo la carga de utiliza ción admisi· ble según el calculo. Caso de no poderse probar con la carga de utilización, para la duración t con aumento de temperatura < 400 D C y en cualquier punto aislado
no sustentantes
Elementos constructivos que encierran un recinto
Elementos constructivos No se derrumban ba jo el peso propio
Obstaculizan la propagación del fuego. No se forman gases inflamables en la cara opuesta al fu ego. con una elevación de temperatura < 140"C sobre ta temperatura in icial, por término medio, < 180 DC en puntos aislados. Deben conserva r por lo menos 1 cm de espesor o cu mplir el ensayo de. resis tencia
k 500"C.
Tiempo de prueba t
~
30 minutos
Tiempo de prueba > 30 minutos
F 60
como antes, pero con tiempo de prueba > 60 mino
como antes. pero con tiempo de prueba > 60 mino
F 90
como antes. pero con tiempo de prueba > 90 mino Ademb : los apoyos con revestim ientos y envolturas d eben resistir una prueba de agua de extinción. perfectamente definida, inmediatamente despu és del ensayo de incendio. l os elem entos sustentantes de acero no deben quedar al descubierto.
como anteriormente , pero con tiempo de prueba > 9 0 mino Además: capa continua a base de materiales de la clase A. que no queda destruida .
l os componentes estat icamente importantes de una obra deben estar formados por ma teriales de la clase A.
F 120
igua l qu e para F90, pero con t iempo de prueba > 120 mino
F 180
igual Que para F90, pero con tiempo de prueba> 180 mino
igual que para F90 . pero con tiempo de prueba > 120 mino
I igual que para F90 , pero con tiempo de prueba
> 180 mino
Ningún elemento constructivo debe contener materiales de la clase B.
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Los elementos constructivos que cierran un recinto, por ejemplo paredes, deben impedir el paso del fuego dentro del periodo de resistencia al fuego , no deben generar gases inflamables en el lado opuesto al fuego y no deben calentarse allí en más de 140·C. Tras el ensayo de incendio deben poseer todavía en el punto más débil un espesor continuo de ~ 1 cm o bien resistir una prueba de solidez según ensayo normalizado de choque con bola. Así como los elementos sustentantes no deben derrumbarse bajo la carga de utilización y los no sustentantes bajo su peso propio, para los apoyos de acero debe cumplirse además que la temperatura del acero no exceda por término medio de 400°C. En caso de elementos sometidos a flexión, la velocidad de flexión no debe exceder durante la acción del fuego de L'/ 9000 h cm/ min, don~e l = luz entre apoyos y h = altura estática , ambas expresadas en cm . Si hay revestimientos o envolventes, suspendidos o antepuestos, para mejorar la resisten cia al fuego , deben satisfacer dichas exigencias junto con el elemento constructivo al que protegen. Estas exigencias valen por igual para todas las clases de resistencia al fuego. Para F90, F120 y F180 hay todavía la exigencia de usar materiales incombustibles de clase A en un espesor continuo de ~ 5 cm, y la de resistir una prueba normalizada de agua de extinción, para los revestimientos y envolventes, inmediatamente después del ensayo de incendio.
Elementos constructivos especiales Según la DIN 4102 , hoja 3 , son elementos especiales los elementos de una obra para los cua les rigen exigencias especiales en cuanto a técnica de protección contra incendios. No pueden ser incluidos en las clases de resistencia al fuego de la hoja 2 a causa 'de las distintas exigencias y condiciones de ensayo que deben cumplir. Todos los elementos constru ctivos especiales mencionados en DIN 4102 , hoja 4 , son utilizables sin más indicación para los fines allí especificados. Para los materiales que no figuran en dicha norma, la hoja 3 establece en cada caso las exigencias y condiciones de ensayo especiales que les corresponden. Según esta hoja , se consideran como elementos constructivos especiales.
- Paredes cortafuegos: Como paredes de separación entre sectores de incendio, deben conservar su estabilidad y constituir un cierre eficaz de espacio durante un incendio de por lo menos 90 minutos de duración, incluso bajo carga excéntrica y sometidas a una solicitación especia l al choque. - Elementos de pared exterior o de antepecho resistentes al fuego , no sustentantes ni arrio~trantes : Su misión es impedir el paso del fuego entre plantas. En caso de incendio los soportes de fijación y las juntas entre elementos deben conservar su función bajo la carga del peso propio y de las tensiones de temperatura . Según la duración de su resistencia al fuego se distinguen las clases de resistencia W30, W60 y W90.
caer o gotear de la parte inferior de ésta partes ardiendo o incandescentes. - Conductos de aireación, pozos y canales de instalaciones en los que no es posible la propagación del fuego ni del humo: Incluso deben construirse sus capas aislantes, tubos de envolvente, soportes, juntas y conexiones, de modo que la estabilidad y la estanquidad a los gases se mantengan. la elevación de temperatura en el lado exterior de los conductos, especialmente en las aberturas de salida a los recintos vecinos, no debe exceder de 140°C. Según el tiempo durante el cual subsiste resistencia a estas exigencias se distinguen las clases de resistencia L30, L60, L90 y L 120.
Prescripciones de empleo Las prescripciones generales de las Ordenanzas de la Construcción de los diferentes " Uinder" de la República Federal Alemana sobre la utilizaciór"! de las diversas clases de materiales y de resistencias al fuego en el interior de las estructuras figuran en el cuadro de la página 69. No se han tenido en cuenta ciertas diferencias relativas a la jurispruden cia de cada " Land" . la utilización de m aterias fácilmente inflamables de la clase 83 (por ejemplo, paja , cañizos y elementos de madera en forma disgregada) está limitada en las " Orientaciones para el empleo de materiales combustibles en la construcción" a casos en los que dichas materias están rodeadas por todos lados de materiales inorgánicos aislantes del calor. Tales orientaciones tratan además del uso de materiales que en caso de incendio desprenden mucho humo y que al arder gotean o se descomponen , del uso de capas aislantes combustibles, de revestimientos combustibles y de conducciones de agua, de desagüe y de aireación combustibles. Sin embargo, la norma DIN 4102 exige que la resi stencia al fuego de elementos constructivos que por lo minimo sean retardadores al fuego (F30) no quede menoscabada por un revestim iento a base de materias combustibles ae las clases difícilmente inflamable y normalmente infla mable (81 / 82). Para construcciones y recintos de tipo y utilización especial, en las Ordenanzas jurídicas adicionales de los diversos " Uinder" están especificadas las disposiciones oficiales de protección contra incendios. En ellas se tienen en cuenta las circunstancias que concurren en edificaciones especiales, para vivienda o no para vivienda y se prevén, con respecto a las Ordenanzas de la Construcción a veces más fa cilidades, y a veces más severas exigencias.
Medidas de protección contra incendios Medidas en el proyecto
- Cierres de protecci6n contra el fuego : Deben impedir el paso del fuego a través de aberturas en paredes y techos. Se trata de puertas, portales, escotillones o persianas que, en caso de incendio, deben garantizar un cierre automático y una deformación mínima - a causa de la hermeticidada la penetración del humo y de gases inflamables. Según la clase de resistencia al fuego de los elementos constru ctiv.:>s que deben "cerrar", se exigen las clases de resisten cia T30, T60. T90, T120 ó T180, - Cierres al fu ego en paredes de recintos de ascensor de resistencia de clase F90: Deben cumplir exigencias especiales en cuanto a estanquidad, a causa del tiro que tiene lugar en los recintos en caso de incendio; tal cumplimiento se comprueba mediante ensayos de incendio y con gases caliente s. - Acristalamientos resistentes al fuego : Junto con sus marcos y juntas deben resistir como mínimo 60 minutos a los efectos del incendio y permanecer como c;ierres eficaces, sin permitir el paso del hu mo y de las llamas. - Revestimientos y juntas de cubiertas resistentes a materias volantes inflamadas y al calor radiante : Deben impedir la transmisión del incendio desde el exterior. Ni las llamas deben atravesar la superficie de la cubierta , ni deben.
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Afectan ante todo a la obra como conjunto, a su integración urbanística y a sus vías de acceso interiores, en todo cuanto estos puntos ya deban establecerse en el anteproyecto. Todo eventual daño por fuego debe limitarse en lo posible a la proximidad inmediata de su foco de origen, al propio tiempo que vías de escape y de ataque al incendio, exentas de todo peligro, deben garantizar la seguridad de las vidas humanas en esta zona. También es preciso asegurar el acceso de los vehícu los bomberos a los grupos de edificios con el fin de combatir el fuego y realizar las medidas pertinentes de salvamento . . Los pasajes para coches de bomberos deben tener unas dimensiones mínimas de 3,50/ 3 ,50 m. Para entradas en calles estrechas puede ,!umentarse el ancho. A este respecto hay que tener en cuenta el radio de viraje de los coches (19m). Las vías para peatones o salidas de emergencia (p. ej. en teatros) exigen un ancho adicional de la entrada. La dificultad de combatir el fuego aumenta también con la altura de los edificios. Desde el exterior, las medidas de extinción y salva mento quedan limitadas a unos 30 m de altura. Para garantizar las m edidas de extinción desde el interior en edificios de altura superior a 30 m, las nuevas Directrices sobre Edificios Elevados de Hesse exigen un ascensor adicional. excl usivamente
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EXIGENCIAS EN CUANTO A PROTECCiÓN CONTRA INCENDIOS (diferencias para los diversos " Linder"' ·alemanes) Elemento constructivo
Edificios ha sta 2 plantas completas (también con desván habitable) Entramado de madera Obra de fábrica o construcción retardadora del ' fuego (como excepción) ; edificios de viviendas , entre otros
Paredes (en general)
inc 16 rf)
Entramado de madera 6 rf
Paredes exteriores (no sustentantes, W30 resp. W50)
inc (6 rf)
Entramado de madera 6 rf
rTabiques en viviendas
",1
Edificios con 3 a 5 (en N ord rhein Westfalien 41 plan tas completas
Edificios con más de 5 (e n Nordrh ei nWestfalien 4) piantas completas
Casas elevadas
eb
ioc (6 rf)
inc (6 rf)
inc
inc (6 rf)
inc (6 rf)
inc; además, entre las plantas, antepechos W90 de 1 m altura minimo
Como paredes sustentantes (en construcci6n retardadora del fuego co n po. lo menos revestimiento exte rior difici lmente inflamable, bastan distancias como en construcciones de obra de fábrica)
(Entramado de madera
,,1 (,1 6 eb como
,,1 6 rf come¡ excep-
(sin aberturas)
Materias combustibles, (casa de madera ). construcci6n abierta . md, máximo 2 viv¡endas, grandes distancias (como excepción)
A causa del peligro de incendio pueden imponerse mayores ei:igencias (p . ej .
W30. W901.
",1
,,1
,,1
excepci6n)
ción) Paredes sustentantes (exteriores y divisorias)
rsl Excepciones : rf 6 ¡nc len general sólo para una plantal
Entramado de madera 6 rf
cb (con 1 1/ 2 Y 2 plantas : planta baja rf)
,,1
,,1
,,1
cb
eb
eb
cb
eb
Paredes divisorias. no sustentantes de una misma vivienda. y similares
eb
Paredes de cajas de escalera /revestimientos incl
(Como las paredes sustentantes. y los tabiques de viviendas. Para casas unifamiliares, ninguna exigencia
Techos, excepto de sótanos (incluido techo de las cajas de escalera)
En casas unifamiliares aisladas y sobre edifi cios de una planta sin desván utilizable. ninguna exigencia Forjados de vigas de madera con materias aislantes por lo menos di
Con hogares individuales. medidas adicionales, no para vesllbulos y oasiUos generalmente accesibles (mínimo rf o inc). rsf en espesOr de pared de incendio
,,1 en espesor de
rf e i,!c inc
,,1
,,1
,,1
,,1
r~f.
'"
pare~
de incendio
-1
rt
:,_rt
_'rt '
Edificios 2 plantas con por lo menos 500 m J de superficie en planta : rf
I ti e ¡nc I rfe inc En casas plurifamiliares, segú n casos, rsf.
Techos de sótanos
ti e inc
Escaleras
cb l Cb in~ lo rf e Incl Erlificio. 2 plantas con por lo meno. 500 mi de superf. en ~anta : rf e ¡nc
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Revestimientos (y materias aislantes)
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lado inferior cerrado
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Con hogares individua les, medidas adicionales, a causa del peligro de incendio, pueden imponerse mayores exigencias.
rf exigIdo en general con capa protectora (por ejemplo revoque) de clase A. En el limite del terreno y entre edifiCIOS son eXIgibles en general paredes cortafuegos. Para edificios de tipo o empleo especiales. exigencias también especiales Para edificios agrlcolas, forestales o utilizados para jardinerla. más facilidades Abrelli6tur6S :
Materiales : incombustibles: combustibles: diffcilmente inflamable. : normalmente inflamables:
Elementos constructivo.: ¡nc cb di ni
Elementos constructivos especiales: (DIN 4102 , hoja 3)
a disposición de los bomberos en caso de incendio. Este ascensor debe hallarse en un recinto propio, accesible desde cada planta a través de una antecámara suficientemente aireada en caso de incendio. La cabina del ascensor debe estar construida con materiales no combustibles, poseer una planta de superficie superior a 1 x 2 ,3 m y llevar una instalación telefónica dúplex que permita comunicar con la sala de máquinas y con un local situado en la planta baja (p. ej., garita del portero). Además, la instalación de suministro eléctrico de emergencia debe esta r dispuesta y conectada de forma que el ascensor para bomberos permanezca a punto de presta r servicio si falla la alimentación de la red. Mediante la subdivisión de la obra en sectores de incendio, exigida por las ordenanzas. se evita la propagación del fuego a toda edificación directamente colindante y en el interior del propio ' edificio. si es de gran superficie. Las consecuencias de cualquier incendio quedan limitadas asf en primera instancia al sector correspondiente. Los sectores corresponden en general a las zonas situadas entre vías de escape. Vla5 de escape A cada sector de incendio debe atribuirse por lo menos una posibilidad de escape. La vla de escape debe conducir, en linea recta y a una distancia máxima de 25 ... 30 m, hacia una salida al
rf F30 retardadores del fuego: resistentes al fuego rsf F 90 Cierres de protección contra el fuego T 30
T 90 antepechos y paredes exteriores no sustentantes materiales de cubierta duros
W 30 W 90 md
aire libre, un balcón de emergencia . ·una caja de escaleras asegurada contra la irrupción del fuego o hacia otros sectores de incendio. Cuanto mayor es el peligro que corre la vida humana tanto más cortas pueden exigirse (por ej. inferiores a 6 m en edificios con laboratorios) las vfas de escape que desembocan en un balcón de emergencia con escalera de descenso o en un pasillo interior capaz de ser evacuado con auxilio de cajas de escaleras o escaleras de emergencia situadas a intervalos de 25 a 30 metros. Lo que debe medirse es el ca mino que efectivamente hay que recorrer. La via de escape no debe queda r estrangulada por equipos de instalaciones o depósitos de mercancfas ni por las puertas. Los anchos mínimos. de callejones de escape, pasillos. puertas y escaleras varfan con el número de personas que deben usarlos y con el estrechamiento eventual creado por puertas que se abren de franco, las cuales básicamente deben abrirse sólo en la dirección de salida, en determinados casos dentro de huecos. Si en edificios de varias plantas las vías de escape desembocan directamente en cajas de escaleras, debe disponerse lo suficiente para la extracción del humo. En casas con esca leras interiores debe impedirse la penetración de gases y humo en las propias cajas de escaleras o en las cámaras esclusa que la preceden por medio de sobrepresión. la cual por otra parte dificulta la apertura de las puertas, Por este motivo las llamadas "cajas de escaleras
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de seguridad" sólo deberlan ser accesibles a través de un balcón o de una galería. Sectores de incendio horizontalmente Partiendo de una distancia máxima a las vías de escape de 25 a 30 m , se obtienen para los sectores de incendio superficies de 1000 a 2000 m', según la configuración de la planta y la profundidad del edificio. Para el caso corriente de disposición a 2 ó 3 crujfas resultan de ello unas longitudes máximas de edificación o de sector de unos 40 a 60 m , orientand.o las vías de escape hacia el centro. longitudes de edificación que abarquen varios sectores de incendio exigen la colocación de puertas como mínimo resistentes al fuego (rsf) en la zona de pasillos y a estas distancias. Cuando estas puertas, de gran peso. perturban sensiblemente la utilización del edificio, pueden mantenerse abiertas hasta que se presente un caso de incendio mediante sujeciones que disparen por efecto del calor o de la presencia de humo, o bien mediante un control de alarma . El establecimiento de sectores de incendio procede originariamente · de la construcción de casas y viviendas. nos viviendas deben estar separadas mutuamente por lo menos por una pared resistente al fuego , y dos edificios, por un muro cortafuegos según DIN 4102 , hoja 4 , En edificios de 3 o más plántas, las cajas de esca lera deben considerarse como sectores propios de incendio y tienen que aislarse con paredes resistentes al fuego de espesor variable según el material. Para las puertas basta la ejecución retardadora del fuego (rf). mientras que para aberturas de muros contra incendios están prescritos una ejecución resistente · al fuego y un cierre automático. ............. En muchos tipos de edificaciones -piénsese en centros de producción, almacenes, casas de despachos, centros comerciales, grandes garajes, lugares de reun ión- se exigen actualmente vastas e ininterrumpidas superficies útiles hasta de 20000 m 2 , con las cuales no es ya posible satisfacer las prescripciones relativas a protección contra incendios de la manera tradicional, a base de muros cortafuegos y puertas resistentes al fuego. También en estos casos es preciso respetar la longitud máxima admisible de las vías de escape, y con ella el número y la separación de salidas de emergencia, cajas de escalera y túneles de escape , utilizados a la vez para combatir el fuego . Sin embargo, no basta ya atacar el incendio únicamente desde el exterior. Los antiguos sectores de incendio y las paredes resistente s al fuego son reemplazados ahora por un sistema de combatir el fuego en el interior del edificio a base de instalaciones de aviso de incendio y de extinción automáticas, fijas , dispuestas siempre a entrar en funciones (véase ' ' Medidas de servicio", pág. 74),
1 metro, Puesto que la altura del antepecho de la ventana suele ser superior a 90 cm, se obtienen siempre alturas mayores (incluidas las del forjado y el dintel). especialmente en caso de cielos rasos suspendidos. La duración de resistencia al fuego se exige generalmente de F90, por lo que en vez de antepechos de obra de fábrica pueden emplearse también elementos de fachatli=l prefabricados, a base de materiales difícilmente inflamables. Si una fachada debe llevar antepechos bajos o bien prolongarse hasta el suelo de la planta, es preciso efectuar de otra manera la protección contra incendios. En vez del antepecho vertical puede disponerse una pantalla horizontal sobresaliente o placas en voladizo que hagan el mismo servicio. En la construcción de viviendas encontramos, por ejemplo, tales dispositivos en los balcones con sus puertas ventana.
Medidas constructivas La resistencia al fuego y la estabilidad de una obra se mejoran por la acertada elección de los materiales a emplear y de la estructura más favorable a los mismos, así como por un dimensionamiento adecuado de las secciones sustentantes y por la configuración de los detalles estructurales. Por ejemplo, para naves muy expuestas a peligro de incendio no se elegirá precisa mente la madera como material de construcción. En naves y edificios de viviendas con luces y cargas medias, las estructuras de hormigón armado son generalmente las más favorabl es en cuanto a coste ; sin embargo, a medida que aumentan las cargas útiles, luces y distancias entre cerchas, se emplean frecuentemente por motivos de peso, estructuras de acero. A causa del revestimiento resistente al fuego que la construcción metálica requiere usualmente para pies derechos y jácenas, y en edificio de varias plantas también para los forjados, la obtención de la necesaria resistencia al fuego exige en tal caso mayor trabajo y costes adicionales. A menudo, engorrosas comparaciones de estructuras y costes permiten ya hallar la solución económicamente más favorable para cada caso particular. Antes de considerar las repercusiones constructivas sobre la protección contra el incendio hay que conocer el comportamiento de los diversos materiales cuando están sometidos al fuego, Remitimos además al lector a la hoja 4 de la DIN 4102 , donde figura una relación de los materiales más usados y de los elementos constructivos formados con ellos, clasificados. en función de su resistencia al fuego.
Sectores de incendio verticalmente
Comportamiento al fuego de la madera
Junto a lo dicho respecto a la distribución de sectores de incen dio en el interior de las plantas hay que tener en cuenta también, en muchos casos de utilización (p. ej. en centros comerciales, grandes garajes o determinados edificios de fabricació n), la unión abierta de las plantas entre sí a través de escaleras mecánicas, rampas deslizantes o aberturas en los forjados para el paso de aparatos y máquinas, etc. Puesto que los forjados representan sectores de incendio horizontales, a menos de tomar precauciones especiales no debería practicarse en ellos aberturas ni perforaciones de ninguna clase, exceptuando las de las conducciones normales de alimentación de agua y desagüe, de calefacción y de ventilación de baños y cocinas. Las perforaciones de forjados superiores a 400 cm 2 , como p. ej. las necesarias para las instalaciones de ventilación y climatización u otras semejantes, deben llevar trampas o escoti:1I0nes de protección contra incendios, según las prescripciones de las compañias de seguros. En caso de grandes aberturas de forjado se exigen suficientes instalaciones automáticas de extinción para garantizar un plena seguridad contra incendio si el fuego intenta propagarse de una planta a la próxima. Pero el fuego puede propagarse de una planta a otra no sólo a través de las aberturas del forjado, sino también a través de las ventanas. Para precaver este peligro es necesario disponer en las fachadas fajas horizontales de obra de fábrica suficientemente altas (antepechos y dinteles), o bien reemplazarlas por medidas adecuadas de igual eficacia , por ej. placas en voladizo (corni sas), La altura de una de tales fajas se exige corrientemente de
La madera es inflamable a una temperatura de 225°C. A partir de 330°C puede inflamarse espontáneamente. Al arder se forma en la superficie una capa de carbón de madera que en principio impide la rápida progresión del fuego . Sin embargo, tras el continuado efecto del calor son atacadas también las capas interiores . Por ello las secciones gruesas de madera resisten mejor e! fuego que las delgadas, Las jácenas formadas por tablas superpuestas corren más peligro que las formadas por piezas de canto o que las estructuras encoladas. Las maderas procedentes de coníferas ofrecen al fuego una resistencia considerablemente menor que las maderas duras. Los peldaños de madera de roble permanecen, por ejemplo, practicables en caso de fuego durante mucho más tiempo que los de piedra natural , ya que éstos se resquebrajan . Si el incendio se combate a tiempo, las estructu ras de madera -por lo menos las de secciones robustas- pueden conservar su estabilidad, ya que los elementos que las componen, a diferencia de lo que ocurre con las estructuras metálicas, no experimentan deformación alguna . La protección preventiva de la madera ante un caso de incendio está especificada en la "DIN 4102, Se refiere ante todo a las distancias de las piezas de madera a chimeneas, hogares, y revestimientos de chapa, cartón de amianto, revoque, etc. Como protección contra las llamas se suelen aplicar actualmente pinturas con espumantes a base de resina sintética. Cuando simultáneamente es preciso ejecutar un tratamiento d~ protección contra insectos u hongos parásitos, la pintura protectora
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PROTECCiÓN CONTR A INCENDIOS
NAVES INDU STRIALES Y ED IFI CACIONES DE UNA SOLA PLANTA
CENTROS COMERCIALES Y SALAS DE REU NIONES
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Instalación industrial a dos crujlas. Profundidad máxima de penetración, 20 m, determinada por el alcance del chorro de las mangas ...... 15 ... 20 m. Distancia mínima a la salida más proximlll, 25 m Desde cualquier punto debe poderse alca nzar una caja de escaleras recorriendo como máximo 25 m. Por ot ra parte, las cajas de escaleras no deben distar entre sí .más de 40 m
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f H-30m--1 r
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Si la sala de reuniones está elevada sobre el nivel del suelo. debe haber por lo menos 2 cajas de escalera. Estas deben poderse alcanzar desde cualquier punto sin recorrer más de 30 m
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Nave de fábrica con vla de escape subte rránea. l a distancia entre el borde del edificio y la caja interior de escaleras es de 60 a 70 m. la distancia de la salida de emergencia , situada al exterior y unida con la caja de escaleras a través de un conduCIO subterráneo, es 3/ 4 de la altura del edificio y cae fuera de la zona de posibles escombros
Caja de escaleras de seguridad para edificios elevados la caja de escaleras debe halla rse en el lado exterior del edificio y alcanzarse desde cualquier punto sin recorrer más de 25 m
contra las ll amas debe constituir siempre la última cap·a. es decir, la superior.
Edificaciones de varias plantas
Comportamiento a/ fuego de /a obra de fábrica
Disposición a dos crujías con cajas de escaleras junto a la fachada. l a distancia entre cajas de escalera s es de 60... 70 m, y entre cajas y extremo de edificio, de 30... 35 m
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50 m
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Disposición a tres crujlas con cajas de escaleras interiores. Distancia entre entradas a las cajas, 50 m ; entre cajas y ,extremo de edificio _25 m Estos dalos varían en los d iversos estados federales de la RFA y no son válidos para edificios de viviendas. Toda caja de escalera interior que alcance 3 plantas completas debe lleva r una protección contra el humo (ó 28 I a)
La segunda guerra mundial , con sus va stos incendios, constituyó 'Ia peor, aunque t ambién la má~ convincente enseñanza objetiva en cua nto a la resistencia al fueg o de los diversos tipos de obra de fábrica. Se comprobó, por ejemplo, que paredes de ladrill os recocidos y grueso superior a media asta, construidas co n morteros corrientes, resistían indemnes los incendios. Tan sólo mostraban una caída parcial del revo que, lo cual cabía atribuir a una defectuosa adherencia del mismo y, a veces, también al efecto de impacto del agua de extinción, Asimismo el salto o desprendimiento de una capa laminar superficial de unos 3 c m de espesor, a menudo observa do, tenía su explicació n en el choque del agua de extinci ó n, cuando no en la estru ct uración laminar de los ladrillos ca usada por la prensa de extru si6 n. Muy resistentes resultaron ser todas las paredes y revoq ues de yeso -inclu so de poco espesor- así como las paredes delgadas de hormigón de piedra pómez. También poseen gran resistencia al fuego o tros hormigones ligeros, co mo p, ej . el ho rmi gón poroso. En cuanto a co mportamiento al fu ego la piedra natural Queda rezagada con respecto a los materiales anteriormente indicados. Ya en los minerales duros, co mo p. ej. el granito, saltan fragmentos laminares po r efecto del fuego. Este efecto Qu eda incrementado por el del impacto del agua de extinción. Las partes de pie-
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dra de poco espesor, como p. ej. peldaños de escalera simplemente superpuestos o empotrados, se desmenuzan a causa del fuego, por lo que no resultan apropiados para vías de escape. También el esfuerzo portante de los pies derechos de piedra queda menoscabado. Como muchas ruinas muestran , sólo resistieron al fuego los muros de piedra natural de gran espesor.
La creciente simplificación y baratura de las medidas protectoras contra el fuego, así como la mejora progresiva de las instalaciones de extinción de incendios deben no obstante incrementar los campos de aplicación y la participación en el mercado de la construcción de acero.
Influencias del dimensionamiento de la sección Comportamiento al fuego del hormig6n y del hormig6n armado Los hormigones pesados de composición granular corriente secados al aire sólo experimentan exiguas disminuciones de resistencia hasta temperaturas no superiores a 400°C. No obstante, cuando éstas exceden de 40QoC se produce una relajación en su estructura, la cual determina· un descenso cada vez más acusado de la resistencia . Motivos: el agua combinada física y químicamente en el cemento y en los áridos queda liberada y actúa distensionando la estructura. A temperaturas superiores a 500°C, los cuarzos existentes en los áridos modifican su forma cristalina , lo cual se traduce en una variación brusca de volumen. También a partir de 600 0 e las dilataciones de los áridos que no contienen cuarzo se comportan de manera ya no lineal. En caso de hormigón armado, el fallo , la deformación o la rotura de un elemento constructivo por efecto del fuego puede ser motivado por diferentes causas. En forjados de vigas nervadas y vigas atacadas por el fuego desde la parte inferior, la dilatación de la armadura situada en esta parte puede provocar una rotura en la zona de flexocompresión . En forjados de losas de hormigón armado, donde la zona de flexocompresión está sobredimensionada , sólo se producirá una rotura por fallo de la armadura de tracción. En vigas de hormigón armado, que en general no disponen de gran reserva en la zona de f1exocompresión , se producirá una rotura en dicha zona - por redistribución de los esfuerzos- sin que tengan que ceder todas las varillas de acero. A causa de la dilatación de la armadura y de la disminución del módulo de elasticidad del hormigón varía el estado primitivo de tensiones. La línea neutra se desplaza ha9ia arriba , y la compresión del hormigón puede aumentar hasta el punto de sobrepasar la resistencia admisible. Se producen por tanto flexiones y deformaciones que conducen finalmente a la rotura . El peligro de desprendimiento de los recubrimientos de hormigón de la armadura crece con el contenido de humedad del hormigón, con la compacidad del mismo y con la rapidez del calen tamiento. Cuando las varillas de acero quedan al descubierto tiene lugar en ellas una rápida elevación de la temperatura, que acelera notablemente el proceso eventual de rotura . El peligro de rotura depende también de la clase de acero utilizado y del aprovechamiento de su tensión. Grandes reservas de compresión y tracción elevan la duración de resistencia al fuego de un elemento constructivo. También puede contribuir a ello un refuerzo del recubrimiento de hormigón de las varillas. Las estructuras de hormigón pretensa do pierden la tensión previa por efecto del fuego, y con ella desaparece el aumento de resistencia mecánica alcanzado por este medio artificial. Por consiguiente, las estructuras de hormigón pretensado corren más peligro, en caso de incendio, que las estructuras normales de hormigón armado.
Comportamiento al fuego del acero La s propiedades especiales del acero. su elevada resistencia a la flexión , a la tracción y a la compresión, su límite de fluencia y su módulo de elasticidad varían con el aumento de la temperatura. Su resistencia a la compresión y a la tracción crecen todavía inicialmente hasta 200 ... 250·C y bajan luego rápidamente . Si bien las piezas de acero tienen secciones pequeñas, a causa de la elevada resistencia de este material, poseen en cambio una gran superficie a causa del perfil que debe dárseles para elevar su rigidez. En edificios sujetos a peligro de incendio deben aplicarse por tanto exigencias adicionales de protección a todos los elementos de acero con función sustentante.
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Al elegir el material es preciso tener también en cuenta algunos puntos de vista físicos. Cuanto mayor es la masa de los elementos y órganos constructivos, tanto mayor es su capacidad de absorción térmica y tanto mayor su duración de resistencia al fuego. También tiene en ello su importancia el número de lados por los que el fuego puede atacar dichos elementos. Los elementos más frecuentemente amenazados por el fuego son los pies derechos aislados interiores, ya que quedan eXRuestos al fuego y al calor por sus cuatro costados; las vigas de forjado y los nervios de las losas lo están por tres lados; las paredes intermedias por dos. Las paredes exteriores y las losas de forjado macizas están generalmente expuestas al fuego por un solo lado. En forjados de plantas con recubrimientos de suelo incombustibles, el efecto del fuego desde arriba no tiene gran importancia. En caso de paredes exteriores, la temperatura del lado externo queda atenuada por la corriente de aire ascendente, incluso con fuego extendido. Con recubrimientos incombustibles de cubierta, ésta sólo puede ser atacada por el fuego desde el lado interior. La resistencia al fuego de un elemento u órgano constructivo no queda, sin embargo, únicamente determinada por su sección F, sino también por su perimetro U: a este fin , la relación U/ F debe ser lo más pequeña posible. Los pies derechos y las jácenas de sección cuadrada son por tanto más favorables que los de sección rectangular en cuanto a resistencia al fuego. Análogamente, los elementos constructivos gruesos poseen siempre una relación U/ F más pequeña , y por ello más favorable, que los delgados. Esto atañe especial'11ente a los perfiles. En perfiles de acero y de chapa se obtiene la relación U/ F más desfavorable.
Influencias de la estructura constructiva Desde el punto de vista de la resistencia al fuego , las edificaciones con paredes de obra de fábrica y forjados de losas de hormigón armado son las más favorables. Si las losas están armadas en dos sentidos y están empotradas o son continuas sobre varios tramos, es decir, son sistemas estáticamente indeterminados, ello constituye en caso de incendio una nueva ventaja . En edificios con esqueleto sustentante son preferibles pies derechos y jácenas de sección cuadrada ampliamente dimensionados -a causa de una mayor distancia o luz entre apoyos- a pies de secciones más reducidas y en número mayor. Desde el punto de vista de la protección contra incendios es ventajoso colocar los apoyos de la pared exterior - especialmente si son de aceroante la fachada, de modo que sólo queden por un lado vueltos hacia el edificio. La resistencia al fuego de un apoyo exterior depende asf básicamente sólo del apantallamiento interior y de la distancia que sobresale lateralmente. En edificios con esqueleto de hormigón armado, la sección estáticamente necesaria y el recubrimiento de la armadura en apoyos y jácenas no bastan a menudo para crear la resistencia al fuego que se precisa. Para conseguirla habría que aplicar un revoque de determinado espesor y composición. Esta operación exige, no obstante, varias etapas adicionales de trabajo. Sucede además que con la técnica actual de encofrado se obtienen superficies planas y lisas, sobre las cuales los revoques adhieren peor que en las primitivas superficies rugosas dejadas por las tablas. En caso de incendio dichos revoques pueden , pues, desprenderse más fácilmente y quedar destruido asi el efecto protector. Para remediar esta situaión es mejor -en función de los costes, del trabajo y del efecto a conseguir- aumentar el recubrimiento de hormigón de la armadura en un porcentaje a establecer. Se obtiene una notable mejora de la resistencia al fuego con sistemas estáticamente indeterminados, es decir, adaptables hasta
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Revestimiento resistente al fue-
go IF90) aplicado a un pie metálico y a una jácena según OIN 4102 Pie metálico
r
Cielo raso a base de placas de fibrocemento de 10 mm y una capa de lana mineral de 40 mm {resistente al fuego : F120 según DlN
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41021
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I Uniones desplazadas.
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min o 50 cm
~/ Placas resistentes al fuego Sujección por tornillos de cabeza plana. Distancia máx. 20 cm Cielo raso a base de placas de cartón-yeso de ~ 15 mm de espesor (resistente al fuego : F90 segun OIN 4102)
Placas de cartón-yeso de amortiguación acustica . retardado ras del fue go (F30) o resistentes al mismo (F90). según el espesor
cierto punto, sean construcciones a base de paredes de carga transversales con paredes de hormigón armado y forjados fabricados en obra. sean construcciones de esqueieto a base de hormigón a pie de obra. Incluso sin tenerlos en cuenta en los cálculos, existen en ellos empotrami entos en apoyos y jácenas y efectos mixtos o combinados en jácenas y losas. Lo propio ocurre. en grado todavía mayor, en edificaciones con esqueleto de acero. Tales estructuras elevan, gracias a sus reservas de sustentación, la segu ridad frente al peligro de desplome. por lo que es posible entrar sin riesgo en estos edificios tras haber sufrido un incendio. En construcciones metálicas, por ejemplo cubiertas de naves, se unen en lo posible las correas con las vigas en uniones capaces de resistir esfuerzos, con lo cual en caso de incendio se produce un efecto de cable que aumenta la seguridad frente a caídas. Además, en la construcción de naves metálicas no deben emplearse placas macizas de cubierta . pesadas, sino cubiertas metálicas ligeras aisladas térmicamente, cuyas partes se unirán entre sí de forma continua. Una medida adicional para aminorar el efecto del fuego en cubiertas de naves y en forjados de edificios de varias plantas consiste en disponer aberturas para la evacuación del calo!' y del humo. El número y tamaño de estas aberturas dependen principalmente de la carga de incendio, y actualmente están prescritas, en general , por los organismo oficiales de protección contra el fuego .
Medidas constructivas adicionales Cuando los órganos constructivos, a causa de las propiedades de los materiales que los componen, de la configuración de su sección y de su utilización efectiva . no satisfacen la clase de resistencia al fuego exigida, es preciso recurrir a medidas constructivas adicionales de protección. A este fin cabe distinguir entre protección directa mediante: - revestimientos y recubrim ientos, - pinturas y recubrimientos que formen una capa aislante, - relleno del núcleo en perfiles huecos;
y protección indirecta mediante : - apantallamientos tales como c ielos rasos , envolturas antepuestas y dinteles. En la norma DIN 4102 se mencionan los revestimientos. los cielos rasos y los recubrimientos normalizados de ejecución en obra. Además de los revestimientos y apantallamientos aplicados como revoque o por proyección a pistola, han aparecido mientras tanto en el mercado gran variedad de placas prefabricadas o aptas para ser mecanizadas en seco. a base de vermiculita , perlita. yeso, fibrocemento o fibra mineral. Si disponen de autorización general por parte de la Inspección de Obras. pueden emplearse de acuerdo con la clase de resistencia al fuego acreditada mediante protocolo de ensayo según DIN 4102. siguiendo las prescripciones allí especificadas en cuanto a ejecución y montaje. Los mismo rige para pinturas, recubrimientos o láminas que forman una capa aislante en caso de incendio. Unas y otros representan, especialmente para la constru cción metálica. un revesti miento adecuado al material y adaptado a los perfiles. cuyas su bstancias componentes se hinchan a causa del calor y forman una costra de carbón de cierto efecto aislante. Hasta el presente puede alcanzarse la clase de resistencia F30- F60 (retardador al fuegol. pero el desarrollo de tales materias no ha llegado todavia a su fin . El problema lo constituye ante todo la resistencia al envejecimiento y a los agentes atmosféricos que debe poseer el líquido activo incluido. Para garantizar suficiente protección contra la corrosión es preciso además. incluso en interiores, dar por lo menos una mano de pintura de base y otra de recubrimiento. En caso de revestimientos prefabricados roscados tampoco resulta superflua una protección de las partes metálicas contra la corrosión, si bien en general basta una mano de pintura. Aten ción especial exigen, no obstante. los espacios vados que quedan detrás de los revestimientos en forma de cajón: aun cuando la resistencia al fuego crece con la profundidad del espacio hueco, para evitar convección y efecto de ti raje deben intercalarse en él, a intervalos de unos 4 m, unos mamparos que ejerzan el correspondiente efecto protector.
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COM BATE CONTRA EL FUEGO PO R lOS SISTEM AS TRADICIONALES
PR OTE CCiÓN DE VIGAS DE ACERO CONTRA EL FUEGO
n empo de aviso
o
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Tiempo de puesta en marcha de las medidas de ext inción man uales
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Tiempo de reacción a las m ed ida s d e eKti n ción manu al es
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Si n extinción ·
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M agnitud del peligro e n caso de extinción tradicional
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Si las vigas están por debajo del forjado. deben ser recubienas con un revestimiento re sistente al fuego
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Magnitud del pelig ro en caso de ex tinción manual
Magnitud del peligro en caso de insta lación automática de ext inción
Tie mpo
Si un ~ielo raso suspendido constituye una capa re sis- . tente al fuego según OIN 4 102 . no es preciso recubrir las vigas
Dispositivos automáticos de alarma y. en cie n os casos. de ext inción a Tiempo de aviso b Tiempo de puesta en marcha c Tiempo de reacción a las medidas de extincion
Si hay conductos de instalaciones sobre el cielo raso suspendido (ent re las dos vigas de acerol oambos perfiles deben recubrirse con un m aterial re sistente al fu ego
la s vigas pueden recubrirse también con placa s resistentes al fuego según OIN 4102
Dispositivos extintores automáticos o bien accionados a mano. Dispositivos para extracción del calor y del humo (sprinklers) . Zonas con prohibiciones especiales, p. ej . prohibición de ·fumar. Determinadas exigencias a los materiales no estructurales de montaje y equipo. Ordenación del material de instalación y de almacén, separación de los pasillos de escape y de los accesos para combatir el fuego. Puesto que tales medidas influyen no sólo sobre los costes de construcción, sino también sobre los de servicio, y pueden limitar las posibilidades de utilización, deben analizarse mediante una comparación gastos-utilidad incluso con respecto a las primas del seguro y a las pérdidas por eventuales interrupciones de la producción.
Instalaciones de alarma contra incendios Medidas de servicio Las exigencias funcionales y tecnicoproductivas en obras pueden contradecir, en cuanto a medidas constructivas, las diferentes disposiciones sobre protección contra incendios de las Ordenanzas de los diversos estados federales alemanes. Los motivos de orden técnico impuestos por la utilización de los locales exigen siempre mayores sectores ininterrumpidos de incendio. Para poder satisfacer incluso en tales condiciones las disposiciones sobre protección contra incendios son necesarias determinadas medidas de servicio, de acuerdo con las autoridades competentes del caso, en substitución de las medidas constructivas no cumplidas: Instalaciones de alarma contra incendios. Instalaciones de lluvia y rociado artificiales.
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La elevación del riesgo de incendio no es s610 una consecuencia de la acumulación de puntos peligrosos por insuficiencia de la obra en cuestión. La magnitud del peligro de incendio en una obra viene determinada ante todo por el valor d ~ los bienes efectivos concentrados actualmente en ella y por el riesgo de la pérdida de los mismos. En la magnitud del peligro de incendio, la r~pida detección ha pasado a constituir el primer criterio y la demora en la puesta en acción de las medidas de extinción, el segundo. Los dispositivos de alarma y de extinción manuales s610 son aptos con ciertas condiciones. Las instalaciones automáticas de alarma acopladas a dispositivos automáticos de extinción y extracción de humo reducen a un mínimo los daños de incendio. En todas las medidas manuales de extinción, incluso si hay conexión directa entre la instalación de alarma rápida y la central de bomberos, hay que contar siempre con una demora más o menos larga .
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Dispositivos de extracción del calor y del humo
PlANIFICACiÓN DE lA PROTECCiÓN CONTRA INCENDIOS
Cada instalación de alarma o aviso forma parte de una planificacción general de protección contra incendios. Que prevé : el montaje de una organización de alarma (medios y puntos de alarma , puesta en marcha del combate contra el fuego) acordada a las circunstancias del servicio, el gobierno de dispositivos de seguridad de toda clase (puertas de protección contra incendios, trampillas contra el humo) , el disparo de una instalación fija de extinción (agua. ácido carbónico, etc ,), cuando el riesgo local de incendio exige esta medida adicional. El disparo de un dispositivo de extinción se hace normalmente dependiente del aviso de dos detectores de incendio situados en lineas diferentes de alarma
Avisadores automáticos de alarma en servicio Opticos , mediante lámparas o cuadros senalizadores conecta dos en paralelo con la central
Mediante aparato telefónico selector automático a las personas responsables
Acústicos. mediante timbres, bocinas o sirenas
Puestas en marcha automáticas, por la central de aviso de incendio, de los dispositivos situados en las instalaciones de servicio interior Desconexión de la instalación de aire acondicionado o de la ventilación, y cierre de las trampillas de aireación
Cierre de puertas de protección contra incendios
Desconexión de máQuinas o aparatos
La antigua idea de cerrar herméticamente los edificios en caso de incendio para que el fuego se autoextinga por falta de oxígeno ha quedado contradicha por recientes investigaciones, principalmente en Inglaterra y Suecia. Los gases calientes apresados ponen en peligro a los elementos constructivos no protegidos. El riesgo de derrumbamiento constituye una amenaza para las personas y los bienes, incluso fuera de la proximidad directa del foco del incendio. Los gases calientes y el vapor de agua provocan amplios daños subsiguientes al ircendio. La espesa humareda dificulta la visibilidad e impide una acción eficaz contra el fuego. Es importante, por tanto, una afluencia suficiente de aire fresco. Éste penetra en cuanto los gases del incendio, más ligero s, pueden escapar. El comba'te cont ra el fuego es entonces posible en un aire relativamente claro y no queda impedido por las llamas y nubes de humo que salen al encuentro de los que luchan con él. Tale s dispositivos de extracción del calor y del humo se comb inan, según el tipo de edificio, la carga de incendio y el riesgo. en forma de aireadores de láminas, o se fabrican como cúpulas luminosas con posibilidad de aireación. Están acoplados con la instalación de alarma y son accionados automáticamente por grupos, El accionamiento normal de las cúpulas luminosas que actúan como trampillas de aireación y extracción de humo se efectúa, no obstante, manual, hidráulicamente o electrohidráulica mente. Según la extensión del incendio y la altura del edificio (efecto de tiraje) es necesaria una determinada superficie de extracción de humo. Cuanto más alargado puede desarrollarse un incendio, a igualdad de superficie. tanto mayor es la superficie de extracción de humo necesa ria. Según Hinkley y Thom as, el cálculo debe basarse por consiguiente no en la superficie, sino en el perímetro de un sector de incendio. Estos autores indican la siguiente fórmu.la: Superficie de extracción de humo
factor de aireación
x
perímetro del sector de incendio
En ella el factor de aireación tiene los valores siguientes, en función de la altura del edificio:
6
m}
8m 12 m
Apertura de trampillas de extracción de humo
Disparo de instalaciones automáticas de extinción
_____ -.J', " -- ----,
,/
Al cuerpo de bomberos a través de un avisador principal de la instalación pública de alarma contra incendios
)
Comunicaciones automáticas de alarma a los bomberos mediante diversos sistemas de aviso. p. ej. Siemens MOL
En centros con complicadas instalaciones electrónicas que contienen numerosos cables y tuberías que pasan por canales y conductos, y en edificios climatizados, se emplean detectores de humo por ionización o bien ópticos, que disparan ya en cuanto se generan las primeras trazas de humo. En casos extremos. por ejemplo en centros de cálculo climatizados, se dispone un detector por ionización por cada 10 a 15m2 de superficie de servicio. Uno de cada cinco detectores por ionización puede también reemplazarse por un detector óptico. Esta combinación ha dado buenos resultados, porque en casos de combustión lenta de materiales aislantes se desprende humo blanco y claro, mientras que en la de tejidos y papel el humo es oscuro.
siempre desde el nivel del suelo hasta el centro de la abertura de aireación
0,43 0,34 0,25
Así se obtiene no s610 la posibilidad de extraer el humo. sino también especialmente una abertura de tamaño suficiente para evacuar el calor. Estos valores sobrepasan ligeramente las exigencias mínimas que figuraban hasta ahora en .el proyecto de la norma DIN 18230 " Protección constructiva contra incendios en la industrla" y en las Ordenanzas de la Construcción* de los diferentes estados federales alemanes. 1. Cajas de escalera 1. Construccio"nes en general: En edi ficios con más de 4 plantas completas y con cajas de escalera interiores, debe colocarse en la parte superior de dicha capa un dispositivo de extracción de humo que pueda abrise desde la planta baja. Cabe exigir que dicho dispositivo pueda accionarse también desde otros puntos. a) Tamaño de las aberturas de extracción de humo y de calor: 5% de la superficie de base de la caja de escalera, con un mínimo de 0,5 m2 • bl Exigencias especiales: ninguna. 2. Casas elevadas: En casas elevadas puede exigirse que las cajas de escalera, exceptuando las de seguridad, queden divididas en sectores estancos al humo a la altura límite de 22 m y, más arriba, cada cuatro plantas co mpletas. Cada sector se equiparará con un dispositivo de extracción de humo capaz de ser accionado desde la planta baja y desde el re llano superior del sect9r situado inmediatamente debajo. al Tama~o de las aberturas de extracció"n de humo y calor: 5% de la superficie de base de la caja de escalera, con un mínimo de 0,5 m2 . b) Exigencias especiales: ninguna.
• Tamañ os de las aberturas para la extracción del humo según las Ordenanzas de la Construcción de los estados federales alemanes.
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3 . Industrias: como en l/ l . 4 . Centros de conferencias y asambleas: las cajas de escalera reglamentarias, que comunican a más de dos pisos, deben disponer en su parte superior de un dispositivo de extracción de humos con una abertura de por lo menos un 5% de la base de la caja o del sector correspondiente ; como mínimo, 0 ,5 m 2 . Los dispositivos para abrir las aberturas de extracción deben poder accionarse desde la planta baja , y en el punto de accionamiento figurará el letrero indicativo correspondiente. En el dispositivo de accionamiento debe ser reconocible si la abertura está abierta o cerrada . las ventanas pueden servi r co mo aberturas de extracción de humos siempre que estén a suficiente altura. al Dimensiones de las aberturas de extracción de humos y calor: 5% de la base de la caja de escalera ; siem pre, como mínimo, 0 ,5 m 2 • bl Exigencias especiales: debe ser reconocible si la abertura de extracción de humos y calor está abierta o cerrada ,
11. Otros locales 1. Locales comerciales y de almacén, naves, talleres, etc., en edificaciones elevadas y en construcciones industriales, en general al Dimensiones de las aberturas de extracción de humos y calor : 1-2% aproximadamente de la planta del local, incluidas los ventanillos de ventilación de las ventanas situada s en la parte alta. b) Exigencias especiales: un punto de accionamiento en el est rado y otro fuera de él. 2 . Edificios altos: como en 11/ 1. 3 . Loca les para conferencias y asambleas : A. Locales sin ventanas y sin estrado central (p. ej. aulas escolares, salas de conferencias, restaurantes). al Dimensiones de las aberturas de extracción de humos y calor: 0 ,5 m 2 de superficie neta por cada 250 m 2 de planta o 1 m 2 por cada 250 espectadores, o sea una ventana de extracción de dimensiones nomi -
nales 116/ 116. bl Exigencias : los puntos de accionamiento deben situarse al exterior de la sala. Debe ser reconocible si las aberturas están abiertas o cerradas. 8. Locales para conferencias y asambleas con estrado central. a) Dimensiones de las aberturas de extracción de humos y calor: 3% de la superficie del estrado sin contar el estrado lateral. bl Número de puntos de accionamiento : por lo menos dos. cl Exigencias especiales: ninguna. C. Loca les para conferencias y asambleas con estrado total (a partir de 150 m 2 de superficie de estrado). al Dimensiones de las aberturas de extracción de humos y calor : sección según la fórmula R = O,52F-l00, en que F = superficie del estrado. b) Número de puntos de accionamiento: co mo mínimo dos. el Exigencias especiales: como en B.cl. Los puntos de accionamiento deben llevar el t!!trero correspondiente bien visible. Además debe ser identificable la zona correspond iente servida por cada abertura de extracción (p. ej. el estrado). Debe ser reconocible si la abertura de extracción está abierta o cerrada .
Instalaciones para la extinci6n de incendios la combustión, como proceso de oxidación, tiene lugar cuando materiales combustibles se calientan por encima de su temperatura de inflamación, en presencia de suficiente cantidad de oxígeno, por lo general procedente del aire. De esto se deducen las dos posibilidades de atacar los incendios : Enfriamiento del material combustible por debajo de la temperatura de combustión. Impedir el aporte del oxígeno, es decir, disminuir la relación entre cantidad de oxígeno aportada para la combustión y la cantidad de material combustible. Desde tiempo inmemorial, y todavía importante hoy día, el elemento fundamental para la extinción de incendios es el agua . Para su vaporización requiere grandes cantidades de calor. Así se puede extraer del foco de combustión una cantidad suficiente de calor para que su temperatura quede por debajo de la de inflamación. Cubriendo la superficie de combustión con agua, con la formación de vapor, además se impide el aporte de oxígeno y se ataca la combustión. Existen tipos de incendios y materiales para los cuales el agua no es suficiente, e incluso podría ser un elemento inapropiado y peligroso. El agua es insuficiente en el caso de incendios que crecen muy rápidamente y con gran facilidad; no es apropiada
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tampoco para el caso de muchos productos y materias químicas inflamables , así como en el caso de líquidos "fácilmente combus- . ti~les. Querer apagar con agua la gasolina en combustión conducirá al efecto contrario de la extinción, ya que la gasolina ligera flota sobre el agua y extendería el incendio. Con grasas se producirían explosiones. Debido a la dificultad de atacar el incendio de materias especialmente !nflamables y principalmente ciertos líquidos, es conveniente almacenarlos fuera de la edificación, en fosas rodeadas de tierra O de muros protectores.
Lucha contra los incendios desde el exterior Hasta el siglo XVIII se estuvo impotente frente a los grandes incendios. En la primera mitad del siglo XIX se construyeron las primeras mangueras con bombas. Mejores medios de extinción se tuvieron al instalar en las ciudades conducciones de agua. Las mangueras con motor actuales permiten, con grandes cantidades de agua , alturas de chorro de - 73 m y alcances de - 54 m. Las bocas de agua fijas (por debajo o por encima d.el nivel del suelo), que deben existir en suficiente número en la~ cercanías de todo edificio proporcionan la posibilidad de acciones más efectivas en los trabajos de extinción. Para la lucha local contra incendios y para el posible rescate de personas se dispone además de escaleras especiales, alargables, giratorias o telescópicas, con o sin plataforma en el extremo. (Altura de trabajo hasta 30 mi. Para hacer accesibles edificios altos situados en medio de césped, debe preverse un enlosado que constituya una zona transitable para vehículos de 15 ton de carga en los ejes.
Lucha contra incendios en el interior de los edificios la forma tradicional de lucha contra el incendio desde el exterior falla , sin embargo, en algunos de los importantes tipos de edificaciones modernas, por ejemplo en edificios con plantas panorámicas y en rascacielos. Paralelamente existen edificios cuya función trae consigo nuevas posibilidades y causas de incendio desconocidas hasta ahora , principalmente casos de incendios localizados, limitados pero de gran intensidad que ni pueden combatirse desde el exterior ni con los medios usuales de extinción. Quizá podemos hoy dra proporcionar a nuestros edificios una mayor seguridad contra los incendios mediante la construcción con materiales más apropiados y mejorando los métodos tradicionales de extinción, así como desarrollando nuevos procedimientos. la innovación más importante, sin embargo, es la lucha inmediata y más efectiva contra el incendio en lugar de su producción , es decir en el interior del edificio, mediante aparatos detectores automáticos y posibilidades de extinción automática. Distingui mos entre instalaciones de extinción fijas y aparatos móviles.
Bocas de incendios En las cajas de escalera o en sus cercanías se instalan bocas de incendios de .0 80 mm y además unos armarios con 1 ó 2 tambores de mangueras. El diámetro de los conductos montantes se determina según el número de mangueras a conectar. Las mangueras tienen un diámetro interior de 52 mm y una longitud de 15 m. Las condiciones locales determinan el número de las bocas de incendio y la distancia entre ellas. Se aplica la DIN 14461.
Rociadores automáticos (sprinklers) Como instalación de rociadores automáticos entendemos una instalación de riego cuyas toberas se abren automáticamente en el caso de un incendio, poniendo en marcha un sistema de alarma. La red de tubos se dispone por debajo del techo y debe ser alimentada por dos fuentes distintas. Normalmente por la red pública y por un depósito de agua con aire a pr!,sión. Este debe
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ESQUEMA DE UNA INSTAlACION DE SPRINKLERS 1
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eje mplo en "silos palletizados", que pueden alcanzar a menudo alturas de 30 m y más y en que los pasillos y espacios intermedios actúan como verdaderas chimeneas, se distribuyen los sprinklers no sólo en planta sino en altura. Por cada 2 alturas de " pallete" = 3 m se dispone un nivel de sprinklers. Las instalaciones de sprinklers al imentadas con agua son inapropiadas cuando cabe esperar incendios de progresión rápida , tales como los que son de temer en algunas fábricas con procesos de producción químicos. Lo mismo en fábricas en las que se manejan líquidos inflamables o en cierto t ipo de almacenes en que no se puede efect uar la extinción con agua. Por ello, en laboratorios, alm acenes de productos qufmicos, etc., se construyen a menudo instalaciones de sprinklers a base de CO2 como elemento de extinción. El sistema de tuberfas se alimenta de una batería de botellas de an hidrido carbónico. Se ¿alculan unos 30 m' por tobera , con un consumo de 1 kg de CO2 por m 3 •
Aparatos contra incendios
1) En caso de incendio se abren solamente los sprinklers de las inmediaciones del foco del incendio (1). El agua de extinción dispara una se"'al de alarma (2 ). En el conductor de la alarma puede intercalarse un interruptor de presión (3 ) para la alarma eléctrica. Procedente de una acometida pública o de la acometida general de la fábrica (4) se alimenta un depósito intermedio (5 ) a partir del cual la bomba rotaliva (6) impulsa el agua a la red de tuberlas. El agua pasa por la válvula de alarma (7). Como alimentación adicional se puede disponer de un depósito de agua con aire a presión (8) en el Que se mantiene un cojin de aire por medio del compre sor
191.
dimensionarse de forma que puede proporcionar agua para extinción por lo menos durante una hora. Se calcula en término medio una tobera o rociador por cada 6-9 m 2 . Las superficies de rociado de las toberas deben solaparse de forma que se alcance a regar toda la superficie del suelo. Generalmente las instalaciones de rociadores se montan según el llamado " sistema humedo" . En ellas la red de tuberlas queda llena de. agua hasta los propios rociadores. Cuando los locales presentan peligro de heladas se elige el " sistema seco" . En tales instalaciones el agua llega sólo hasta la llamada válvula seca de alarma, en tanto que las tuberías están llenas perr'!'lanentemente con aire a presión. En los sistemas húmedos usuales los sprinklers se cierran mediante un mecanismo que actúa por la acción del calor. A la temperatura ambiente crftica a unos 70°C (en casos especiales, incl uso mayor) se abren las válvulas y se inicia el rociado. Se abren sÓlo las válvulas situadas en las proximidades del foco de combustión, en tanto que las restantes permanecen cerradas. Si se abriesen mayor número de sprinklers que los necesarios para la extinción, en algunos casos podrían ser mayores los daños producidos por el agua que los producidos por el fuego . Se puede contar normalmente con una capacidad de rociado de 60 litros de agua por minuto y por tobera. Como dispositivos de cierre existen algunas variantes: Tipo de pera de vidrio: U n pequeño recipiente de vidrio con un líquido de bajo punto de ebullición que al alcanzar una temperatura criti ca predeterminada estalla y, con la ayuda de la presiÓn del agua y del aire revienta totalmente el cierre. En el tipo de cierre fundib le, éste, al alcanzar la temperatura prevista de fusión libera el mecanismo de obstrucción y permite el paso del agua. En el tipo de crista l fundible , o químico, al alcanzarse la temperatura critica prevista, se funde bruscamente una sal en forma de cristal, que en estado sólido bloquea un mecanismo de cierre en tensiÓn. Cuando se dispone una instalación de sprinklers deberá procurarse siempre que abarque toda la superficie del edifi cio. Si se prevé sólo un rociado parcial, existe el peligro de que al iniciarse un fuego y transmitirse a zonas vecinas se agote la capacidad de la instalación; es decir, que al quedar demasiados sprinklers abiertos sea insuficiente el aporte de agua . Prese ntan inconvenientes los edificios con plantas demasiado altas, ya que el tiempo que tardan en abrirse los sprinklers crece con la altura . Por ello no conviene que la red de tuberías esté situada a más de 7 m de altura. En locales especiales, como por
Los aparatos movibles pueden ser, según DIN 14406, extintores de mano o aparatos de mayor tamaño. Como medio de extinción se emplea casi exclusivamente el anhfdrido carbónico y polvos extintores a base de carbonato amónico (polvo normal) y a base de sales amónicas del tipo de los fosfatos y sulfatos (polvo de pluriacciÓn). Los medios de extinción deben corresponder al tipo de combustión. El polvo normal actúa sólo sobre combustiones de superficie, como en los líquidos y grasas. El polvo de pluriacción es apropiado también para combustiones de brasa tales co mo los de madera, productos textiles y plásticos. El número y disposiciÓn de los extintores mÓviles debe fijarse siempre de acuerdo con las ordenanzas correspondientes.
Protección contra los rayos El rayo es una amenaza para el hombre, tanto al aire libre como en el interior de los edificios; también éstos y las mercancías que contienen están expuestos a los rayos. An tes del descubrimiento de los pararrayos no existía ningún tipo de protección frente a este peligro. Hoy día, con las precauciones adecuadas, puede soslaya rse. Un rayo es una descarga eléctrica natural de gran magnitud entre nubes con cargas eléctricas de distinto potencial o entre una nube y tierra. En 10 referente al hombre y a los edificios hay que considerar sólo los rayos que salta n entre una nube y tierra. La duración de un rayo viene a ser de alrededor de 1/ 50 de segundo y pueden originarse tensiones de algunos cientos de millones de voltios, con intensidades de hasta 100.000 amperios. Benjamin Franklin (1706-1790) fue el primero que adivinó en 1752 la naturaleza eléctrica de los rayos y se le considera por ello el descubridor del pararrayos. Posteriormente se implantó progresivamente (al principio, en torres) la instalaciÓn de pararrayos. En la actualidad se dispone de abundante literatura para tratar el problema de una manera científica .
Probabilidad de la acción de un rayo En las llanuras debe contarse con un mínimo de torm entas entre 10 y 15 días al año; en media montaña, con un número doble. En poblaciones de edificación cerrada y en localidades con edificios de altura pequeña y uniforme el peligro de la acción de los rayos es pequeño. Aumenta a partir de alturas de 15 m. Los rayos caen sobre objetos o partes constructivas sobresalientes, como por ejemplo los cuartos que hay sobre las azoteas, las chimeneas, etc. Se ha determinado que el peligro y frecuencia de la acción de los rayos crece con el cuadrado de la altura. Según investigaciones efectuadas en los Estados Unidos se obtuvieron los siguientes valores: Altura en m
Descargas al ano
65 130 260 330
0.5 1.5 4.4 10.0
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Un estudio llevado a cabo en la Baja Sajonia en 1966 sobre los daños producidos por 4000 rayos dio la sigu iente distribución entre los puntos en que cayeron: Cumbreras y hastiales Chimeneas Antenas Otros elementos de cubierta Chimeneas de fábrica y campanarios Árboles vecinos Otros puntos
CONDUCTORES DE LA MALLA
1685 rayos 1165 39 4 360 216 80 110
Construccjones que requieren protección Entre las const rucciones que por su emplazamiento, tipo. o función están sometidas al peligro de los rayos o en que, aunque el peligro sea poco, las consecuencias pueden ser graves. consideraremos: 1. Construcciones Que sobresalen marcadamente de su entorno, como rascacielos, torres elevadas. chimeneas. 2. Construcciones en que por su contenido entrañan peligro de incendio o de explosión. como talleres para trabajo de la madera, serrerías, fábricas de lacas y barnices. fábricas de m unición y detonantes, talleres de pirotecnia, polvorines, depósitos de liquidas y gases. 3. Construcciones especiales por su tipo y función , en las que debido a la asistencia de público cabe prever situaciones de pánico por la calda de un rayo , (teatro, cines, instalaciones deportivas, pabellones de circo, iglesias) , grandes almacenes, hospitales, escuelas, residencias, cuarteles, cárceles, estaciones de ferrocarril , etc. Para las estaciones de la Red Federal de Ferrocarrilesvéanse las normas de explotación correspondientes.
CONDUCTOR O CANALON DE CUBI~RTA
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4. Construcciones especiales. fácilmente inflamables o que cobijan objetos que deben protegerse, como cobertizos rurales aislados o de grandes dimensiones, construcciones de techumbre endeble, monumentos bajo protección oficial , museos, archivos de documentación importante, etc. Las instalaciones contra los rayos deberán proteger las propias construcciones , su contenido y sus moradores frente a la acción de los rayos. Los peligros y daños pueden evitarse cuando la construcción se provea de una insta lación que cump la las " disposiciones genera les para protección frente a los rayos" (parte 31. Para su dimensionado y ejecución son determinantes:
CONOUCTOR
O CANALON DE CUBIERTA
seguridad eléctri ca, sección de los conductores, resistencia mecánica, resistencia a la corrosión, disposición, consideraciones económicas.
Comportam iento de las instalaciones de protección contra el rayo El físico y químico inglés M. Faraday (179 1- 1867) descubrió en 1836 que dentro de una jaula metá lica formada por chapas o por reja no penetraba ningún campo eléctrico exterior. De aqul la denominación de jaula de Faraday. Según este principio se construyen las insta laciones de protección contra el rayo. Un buen sistema antirrayo debe cumplir los siguientes condiciones : la malla de conductores metálicos (generalmente redondos de acero galvanizados de 0 8 mm) debe poseer buenas uniones entre sus componentes, buena resistencia mecánica , resistencia a las inclemencias atmosféricas y una suficiente sección para la puesta a tierra. Ningún punto de la superficie de cubierta debe quedar alejado más de 10m de algunos de los conductores de la malla. Todas las partes metálicas de la cubierta. como antenas. retenciones para nieve, canalones de agua , etc., deben conectarse a la malla. El proyecto y construcción de una instalación antirrayos , fuera de los casos rutinarios , no es misión ni del arquitec-
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CONDUCTOR O CANALON DE CUBIERTA
CONDUCTORES CONECTADOS A UN ANILLO COLECTOR
to ni, como era usualmente, del constructor de cubiertas, sino del ingeniero eléctrico o de un especialista en instalaciones antirrayos. No existen disposiciones constructivas que mejoren las condiciones de protección contra los rayos , como sucede en la protección contra los incendios. En todo caso la multiplicidad de partes metálicas empleadas hoy día en los edificios. principalmente de acero, ofrecen mejor oportunidad de desviar los rayos a masa. Son particularmente aptos para ello los entramados de acero y también las armaduras del hormigón, así como todos los revestimientos metálicos de cubierta y los conductos de las instalaciones. Todas estas partes metálicas se conectan al conductor a tierra. El conductor a tierra se suele disponer hoy día en los edificios nuevos en la masa de cimentación.
PUESTA A TIERRA DE LA INSTALACiÓN ANTIRRAYOS Conductor en tierra
Fleje ~ 30/ 35 mm Acero redondo ~ 0 10 mm
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Cimentación en zanjas
Cimentación
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Instalación antirrayos en un edificio de entramado de acero En los edificios de entramado de acero. el conductor de cumbrera debe quedar unido al armazó n de cubierta cada 20 m. por lo menos
Extremo libre del conductor de enlace en el cuarto de acometi-
das
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Ramal a tierra
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Protección acústica Instalación antirrayos en un edificio de hormigón armado Barandilla o conductor de cubierta como elemen to captador
Unión subterránea del tierra con las armaduras del hormigón o con los condu ctores de transmisión embebidos en el hormigón
en la chi menea
El arquitecto, hoy día , se ve muchas veces obligado a operar en campos científicos que no pertenecen de manera inmediata a su competencia . profesional y en los que nunca puede actuar con completa independencia. Uno de estos casos, y bien típico, es el del aislamiento acústico y de los problemas con él relacionados. la mayor parte de las construcciones actuales en nuestro país adolece de una insuficiente protección acústica contra los ruidos molestos; en cambio, muchas construcciones antiguas llenaban mejor los requisitos necesarios en esta materia. Esto se debe al progresivo empleo de formas más ligeras de construcción, más adecuadas cada vez a las circunstancias económicas de estos últimos tiempos. Se procura utilizar al máximo las resistencias de los materiales con objeto de reducir al mínimo el consumo de los mismos, trabajo y transportes para lograr con ello la má xima cantidad de volumen edificado. Antes de la primera guerra mundial sólo se construía con gruesas pa~edes de ladrillo macizo y pesados techos de vigas de madera; hoy día. en cambio. podemos construi r, en general , a base de paredes delgadas y techos ligeros. Las ventajas económicas y técnicas así logradas arrastran consigo inconvenientes en materia de protección térmica y acústica, con todas sus consecuencias. A las exigencias planteadas por la protección térmica se atendió muy pronto, redactando unas bases de cálculo científicamente estudiadas y con la aplicación de val iosas materias aislantes. La s investigaciones en el campo de protección acústica se han intensificado a partir de 1945, alcanzándose un nivel de conocimientos esenciales que permite su aplicación a los modernos sistemas a base de construcciones ligeras. Este retraso relativo se explica en parte por la dificultad intrínseca del tema , y en par-
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te también a que la adopción de medidas de protección acústica no está contrapesada. como. p. ej .• en el caso de la protección térmica con economías de consumo. Sin embargo. una suficiente protección acústica de todos los locales de vivienda y de trabajo se hace cada vez más indispensable, desde el punto de vista del constante aumento de los ruidos en las ciudades. si se quiere mantener en un buen nivel de la salud y la capacidad de trabajo de la población, De todas partes llegan quejas acerca de la sonoridad de nuestros edificios. que va perturbando la tranquilidad doméstica cada vez más, Sería deseable a ciertas horas y para determinados trabajos. disfrutar .de silencio suficiente. pero al mismo tiempo poder moverse y actuar con libertad siempre que convenga. Es molesto que de las viviendas vecinas lleguen los ruidos de los servicios e instalaciones de agua y calefacción, los de los modernos aparatos domésticos, los de teléfonos y radio. etc .. y lo es más aún si hay que llevar a cabo algún trabajo intelectual o que requiera concentración de espíritu . soportando el tecleo de máquinas de escribir o la trepidación de alguna máquina de coser. Los ruidos de esta clase causan con frecuencia mayores molestias que el ruido del tráfico y de la industria, que a causa de la necesidad de practicar ventanas en las paredes exteriores sólo puede combatirse mediante di:;posiciones urbanas y técnicas de las autoridades municipales o estatales.
Campo del problema Los problemas de la protección acústica tienen por finalidad la defensa contra el ruido molesto y también. ya en un sentido más amplio. la disposición acústica de teatros y salas de asambleas. Según la manera de influir en la difusión de los sonidos, hay que distinguir:
Aislamiento sonoro : Aislamiento contra sonidos propagados por el aire Aislamiento del ruido de pisadas Aislamiento contra sonidos propagados por sólidos
A bsorción sonora: Disminución de los ruidos dentro de un local. Audibilidad en locales de asambleas
Amortiguación sonora : En tuberías y especialmente en las instalaciones de ventilación (en su mayor parte por absorción sonora)
Aislamiento de vibraciones: En cimentaciones de maquinaria y de construcciones y en vehículos = aislamiento contra sonidos propagados por sólidos (Protección contra trepidaciones) En los problemas del aislamiento sonoro intervienen siempre dos o más locales. El aislamiento sonoro persigue como finalidad evitar.todo lo posible que los sonidos y ruidos producidos en un punto determinado se oigan en las habitaciones vecinas. Para ello hay que atender a la calidad técnico-acústica de los elementos de obra intermedios. techos o pisos, paredes. ventanas y puertas. El sonido propagado por el aire es el que llega a nuestro oído utilizando el aire atmósferico como medio de transmisión. El sonido propagado por los sólidos es aquel que utiliza los cuerpos sólidos para la transmisión de sus vibraciones. El aislamiento del ruido de las pisadas es, en esencia, un aislamiento de ese último tipo de sonidos. En último resultado es, sin embargo. un sonido propagado por el aire para la habitación inferior aunque los rui dos partan del techo que la cubre y allí hayan llegado por propa~ gación a través de sólidos. La absorción sonora se refiere únicamente a procesos sonoros dentro de un mismo local. Para la disminución del ruido. las superficies de las paredes y techos deben absorber todo lo posible las ondas sonoras y de modo completo. mientras que para lograr una buena audibilidad, y según para el objeto a que se destine el local. debe procurarse una absorción relativa de acuerdo con el diferente tono de los sonidos (frecuencia). El aislamiento sonoro en las tuberías es esencialmente un problema de absorción sonora. en tanto que el aislamiento de las vibraciones y trepidaciones pe máquinas en las cimentaciones de éstas y de las construcciones, así como en los vohi culos, es,
8D
en primer término. un aislamiento destinado a impedir su propagación por los cuerpos sólidos.
Protección acústica en el proyecto Las medidas a adoptar para la protección acústica del edificio deben venir previstas en el proyecto, de otro modo sólo podrán llevarse a efecto (con posterioridad) en condiciones muy difíciles. Por ello. hay que procurar que, en el planeamiento, los dormitorios y en general las habitaciones destinadas a trabajos que necesitan "concentración" como aulas, salas de concierto, salas de espera, etc. - " locales tranquilos" - estén lo menos expuestos posible al ruido de las calles. garajes. trenes, industrias. etc. Las dependencias que ocasionan ruidos. como las cocinas. baños y retretes - "locales ruidosos" - no deberían estar junto a dormitorios o salas de estar de las viviendas vecinas. En las casas plurifamiliares deberían disponerse unas junto a otras -unas encima de otras- no sólo para facilitar las instalaciones. sino para minimizar la propagación de ruidos a los otros locales más tranquilos. Habría que lograr, en la medida de lo posible, que en todas las distribuciones en planta, sólo estuvieran unas junto a otras - o encima de otras- aquellas habitaciones destinadas a funciones iguales. También debería procurarse que las partes ruidosas de las instalaciones (p. ej. conducciones de agua, desagües y gas, trituradores de basura. ascensores. etc.) no se adosaran a las paredes de las habitaciones de reposo. especialmente cuando se tratase de paredes delgadas. Sólo deberían adosarse a los muros de separación entre viviendas cuando al otro lado se encontraran habitaciones donde tales ruidos son menos molestos (cocinas. W .C.. baños. trasteros. corredores. etc.). Hay que evitar los huecos y rebajes en los muros que separan viviendas o cajas de escalera en especial si limitan con zona s de reposo. porque una pequeña superficie de mayor permeabilidad acústica puede bastar para disminuir de forma notoria la capacidad amortiguadora de todo el muro. Al arquitecto se le plantea. a la hora del diseño de un edificio, un gran número de problemas acústicos, de una parte de los cuales trataremos en lo que sigue. A fin de que no quede ninguna cuestión parcial sin abordar. se facilita el adjunto esquema debido a P. Schneider. en el que se han previsto todas las relaciones posibles entre los elementos del edificio y los ruidos que les llegan, transmiten o producen y que ha sido ratificado en su utilidad por numerosas experiencias prácticas. La construcción más económica será en general aquella que satisfagan a la vez el mayor número posible de los problemas planteados. Las ieyes que rigen la propagación del sonido a través de paredes y techos son esencialmente más complicadas que las que rigen la propagación del calor. El arquitecto no puede adoptar por sí solo decisiones sobre las propiedades acústicas de los elementos constructivos y debe recurrir en todos los casos particulares a la colaboración con científicos especializados. Pero a pesar de ello. a fin de que conozca los problemas esenciales y pueda tener por lo menos una idea general de los principios que posibilitan su solución, en las páginas siguientes se antepone la exposición de las bases en que se funda la protección acústica a la de las principales medidas constructivas de protección contra el ruido.
Fundamentos de la técnica acústica Los problemas esenciales de la protección acústica en la ccrnstrucción se hallan compendiados en las normas: DIN 4109. Protección acústica en la construcción. Hoja 1. Nociones. Hoja 2 . Exigencias (mínimos de protección acústica, valoración y comprobación) . Hoja 3. Ejemplos de acondicionamiento (elementos planos de un edificio con adecuada protección acústica). Véa se reproducción en hoja adjunta.
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Esquema de lista de todos los elementos y partes de un edificio que por sus caracteristicas, situación o funcionamiento influyen en sus cualidades acústicas 1. P1ano, del edificio 1.1 Disposición en planta 1.11 loca.lización de lo.s fuenles de ruidos a evitar 1.12 Planto de las vi'tiendas 1.121 Oistribución en planta a) Ubicación de la sala de estar y lo. dormitorio, b) Idem de lcu cocino.s y boño. e) Dispositivos y conduClos de hu insfalaciones d) Situación de las cajos de escalera e) Situación del ClSCensorf) Situación del triturador d. basuras SI) Situación de otras inslalo.cione, h) Resto 1.121 Distribución en vertical (sección] a) Situación en plan'Q baja y sótano de : Q" ) lO(.ales comerciales bU) Caldero.s de calefacción e" ) Espa.cio para. bicicletas d" ) Garaje e" ) Instalación de bombas impulsoras f " ) Oepésitos de carbón (ruidos de palas) 51" ) Transformadores h" ) lavaderos i" ) Motor, poleas, etc. del ascensor j " ) Resto de posibles instalaciones k" ) Varios b) Situación en la azotea de : a " ) Lavaderos b" ) Secadores c" ) Motor del ascensor d " ) Otras instalaciones c) Situación relativa en el caso de viviendas aUernadas en vertical (p. ej. separación por pared continua a lo largo de media planta o viviendas de do. plantas (<
3.6 Transmisión en diagonal 3.7 Importancia de la propagación del sonido a través de sólidos en el seno de la obra (en sentido vertical y horizontal) 3.8 Transmisiones a lo largo de cañerlas 3.9 Otras consideraciones 4. Construcción de muros y paredes 4.1 Muros exteriores, fachadas 4.2 Paredes de la caja de escalera 4.3 Paredes separadoras entre viviendas ..... Casos especiales (paredes formando el del ascensor) ".5 Paredes de 10l aseos. cocinas y baños ".6 Transmisiones posibles a lo largo d. paredes 4.7 Interrupción de una pared por pozos e laciones 4.8 Disminuciones de espesor por paso d. rlas empotradas, etc.
pozo
estas instacañe-
S. Escaleras 5.1 Situación en r elación con las "iviendas S.l Aislamiento contra el ruido propagado a través de sólidos 5.3 AbsOrción del sonido en la caja de escalera 6. ProtecciÓn del sonido en las instalaciones 6.1 Cañerlas de agua (caliente y fria) 6.11 fijación en la obra (cañerlas exentas) 6.12 Paso a través de techos y paredes (empotrados) 6.13 Cañerlas reunidas en pozos registrables 6.14 Griferla 6.15 Desagües (sum ideros) 6.16 Pozos para conducciones 6.161 Protección contro. lo. reverberación del o.ire 6.162 Amortiguo.ción de ruido en co.ñerlas y cano.les 6.1 Co.lefocción 6.21 Fijación, anclaje de tuberlas exenlas 6.22 Poso de conduct.os por techos y paredes 6.23 Pozos po.ra cañerlas [o cañerlo.s empotradas] 6.24 Griferla y bombas : base de propagación del sonido por el aire, transmisión de vibro.cion·es del motor, tro.nsmisión y bombas 0.1 sistema de cañerlas 6.25 Los radiadores como difusores de sonido 6.26 Si se trata de paneles radio.ntes. situación de los serpenl ines 6.27 En el co.so de calefacción por estufa, colocación de la misma (ruido 0.1 alizar). 6.3 Aire acondicionado 6.31 Ventilador (canal de succión, ruido a través del aire y de los sólidos) 6.32 Canales 6.321 Amortiguación, en los canales, del ruido del ventilo.dor 6.322 Amortiguación de los condudos en los empalmes comunes (conser-
Hoja 4 . Pavimentos flotantes (método para su ejecución). Hoja 5. Indicaci ones. Pueden hallarse numerosas normas DIN que describen las propiedades de los materiales a emplear así como ensayos y mediciones realizados con ellos, pero para ello hay que consultar cada vez las correspondientes relaciones o compilaciones de en sayos DIN .
Conceptos fundamentales Sonido: Es el efecto producido por la vibración mecánica de una partícula o la propagación de un movimiento ondulatorio en el seno de un medio elástico. Puede propagarse a través del aire o a través de los sólidos.
vación del aislamiento acústico entre una y otra vivienda) 6.323 Caso de empeoramiento por interferencia fortuita 6.33 Tubos de salida de vapor en los tanques de ogUQ cQliente 6.34 Ventiladores por gravedad para cocinas y caños (ruido al batir las palas) 6 .... Ascensor 6 .... , Tracción 6.42 Gulas de la cabina 6.43 Puertas 6.+4 Aislamiento de las habitaciones contiguas 6.45 Relevadores de mano a distancia [relés] 6.S Trituradores de basura 6.51 Sistema empleado (según el cual se producen mós o menos ruidos) 6.52 Cierre superior 6.S3 Cierre inferiOr 6.54 Aislamiento contra lo propagación del ruido a través de sólidos en el I...;./ .. ctor [ruido de resonancia o rebote] 6.55 Aislamiento o lo transmisión de ruidos de las cañerlas a los pavimentos 6.56 Impedir lo resonancia del canal o pozo 6.S7 Aistamienlo del espacio entre lo superficie del condudo y el muro 6.58 Vólvulos y aberturas 6.59 Otros componentes 6.6 Otras instalaciones 6.61 Bombas 6.611 Central calefac!ora a distancia (calderas) 6.612 Instrumentos reguladores de la presión (manómetros manorreductores) 6.613 Cimentación exenta (flotan le o «móvil » ) para las máquinas 6.614 Transmisión al conjunto de conducciones y griferla 6.615 Paso a través de paredes 6.62 Lavaderos 6.621 Máquinas de lavar 6.622 Centrifugadora (o lavadora automática) 6.623 Calandria para escurrir la ropa a) Cimentación exe nta (flotante o « móvil »] poro las máquinas b) Acometida de agua c) Ruido de agua (coso de funcionamiento con chorro distinto del vertical, normal) 6.63 Pozos para conducciones (véase punto 6.3) 6.64 Aparatos de la calefacción central (horno, calderos, carretilla) 6,65 Garaje 6.66 Otros recintos ruidosos del sótano (p. ej. el lugar de las bicicletas y velo motores) 6.67 Varios.
El ruido de pisadas se produce al caminar o por sacudida s semejantes (periódicas) que comunican al techo una excitación vibratoria que luego se transmite como ondas de sólidos a través de la estructura , o se propaga al aire. La propagación del sonido se produce por un movimiento ondulatorio, mediante el cual toda partícula afectada oscila alrededor de su posición de reposo. Al tropezar con las partículas inmediata s las desplazan, empezando a oscilar. El sonido no comporta pues una traslación de materia sino meramente una comunicación de movimiento oscilatorio entre sus partículas, ya sea en forma de Ondas longitudinales y ondas transversales: En las primera s las partículas afectadas oscilan en la misma dirección en que se propaga la onda, dando lugar a series periódicas de espesamientos y enrarecimientos. Por ello en los gases fluidos en general, se habla también de " ondas de presión" . Menos importancia tie-
81 Schmitt - 6
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nen las ondas longitudinales propagándose a t ravés de los sólidos, ya Que apar~cen t an s610 en forma de "brazo o chorro" de las llamadas " ondas dilatadas" de suerte que no pueden causar perturbaciones vibratorias en porciones importantes de las superficies. que es lo que provoca una fuerte irradiación sonora. En contraposición a los gases y fluidos , los sólidos (cuyas partículas se hallan unidas por la cohesió n) permiten la traslación, por arrastre . de empujes producidos transversalmente, y de hecho es así como principalmente se propaga el sonido en ellos. o sea , oscilando las partícu las perpendicularmente respecto a la dirección de propagación. Por ello estas ondas transversales las denominaremos indistintam ente con este nombre o co n el de "ondas de sólidos" , Entre éstas destaca por su importancia en la lucha contra el ruido, la onda flectora (o " de fl exión"), ya que son las que se forman en los pilares y plataformas del edificio, pudi endo ser causa de consiguiente irradiación sonora . El número de veces por segundo que las partículas sometidas a un movimiento ondulatorio realizan un re corrido co mpleto volviendo a su posi ció n de origen se llama frecuencia f cuya unidad es el hertz (Hz) = 1 vibración comp leta por segundo. Esta magnitud caracteriza el tono o altura de un sonido. llamándose octava al intervalo en que el tono aumenta hasta hacerse doble el número de vibraciones respecto a la frecuencia de partida . La magnitud del desplazamiento de la partícula que inicia el movimiento oscilatorio, respecto al punto de reposo , se llama amplitud. La potencia sonora J = p2/ pe es la energía sonora que pasa cada· segundo a través de 1 cm 2 de superficie de o nda en progresiva expansión. Esta magnitud depende de c = veloc idad del sonido en el medio P = densidad del medio (aire) p = presión de la zona comp rimida en la propagación de las vibraciones longitudinales. Se mide en dinas/cm' = 1 microbar (¡.t bar). Esta presión se superpone a la presión está ti ca (p. ej . la atmosférica, en el caso del aire). A tra vés del tono y la presión se caracteriza una onda sonora . TIPOS DE ONDAS
Long itudinal Onda de densidad
...
.. , ..... ,,
Onda de dilCltación
Transversal Onda de fle xión
. ...
.
,'
Ondas propagadas por el aire Frecuencia
long. de onda
f
¡
Hz
SO 100 SOO 1000 5000
,"
,,
, .'
,,
~'.'0~
. . . . . . ., ................... ... ..... I ••• I . ....
Ondas de flexión en placas de yeso de 6 cm Veloddad de propagación
long. de onda
Velocidad de propagación
¡
e
m
mIse .
m
6,8 3,4 0,68 0,301 0,068
:¡.ro :¡.ro :¡.ro :¡.ro :¡.ro
2,1 1,5 0,68 0,48 0,21
e
I
mIse . 105 ISO :¡.ro 480
1050
Tono es pues sonido con una sola o predo minante frecuencia. Lo s tonos " puros" o simples son raros. Suenan con falta de colo r (pobres en matices). El silbido es un ejemplo de tono casi puro. Timbre es la cualidad del sonido normal en el que las varias frecuencias co mponentes son múltiplos simples de otra. llam ada " básica" que es la que marca el tono identificador. Éstos llam ados " armónicos" determinan según la energía a cada uno de ellos adjudicado el " color" o " timbre" de un instrumento.
COMPARACION DE LAS DISTINTAS LONGITUDES DE ONDA PARA EL SONIDO A~REO (ONDAS LONGITUDINALES O DE PRESiÓN) Y EL SONIDO A TRAVES DE SÓLIDOS (ONDAS TRANSVERSALES O DE FLEXiÓN), EN RELACiÓN CON LAS FRECUENCIAS
\'1)
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. .. ...
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Para la frecuenda limite es mfnima la amortiguación sonora de un elemento plano
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Poro frecuencias por encima de lo frecuencia limite la amortiguación empeora m4.s o menos según el peso del elemento ptano
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e
,
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La velocidad con que se propaga la o nda sonora es para los gases y flu idos independiente del tono y se fija para una densidad y com presibilidad determinadas del medio. La velocidad de expansión en las ondas de flexión depen de de la altura del tono y también d e la rigidez, en proporció n con la masa, del cuerpo vibrante, Por ello dependerá asimismo de la relación entre las di mensiones y del m aterial del elemento constru ctivo afectado.
, = velocidad de propagación c Longitud de onda " frecuencia se denomina así la distancia linea l entre dos puntos que se encuentran en el mismo estado (o fase) de vibración. Disminuye con el aumento de la frecuencia co mo puede verse en la compara ción entre ondas propagadas por el aire y ondas de flexión atravesando una pared de yeso de 6 cm de espesor. La longitud de onda reviste gran importancia a la hora del acondicionamiento acústico porque : 1) Una onda transversal (elástica o de flexión) sólo atraviesa aquellos elementos planos -o pilares- cuyo espesor es menor que su longitud de onda.
82
2) Sólo ti ene lugar la radiación sonora cuando la longitud de la onda elástica que hace vibrar al elemento constructivo es mayor que la longitud de onda libre en el m edio que le rodea (aire). Para la frecu encia llamada básica. o de resonancia f ff. coinciden ambas longitudes de onda (por ejemplo a los 500 Hz).
O
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f Frecuencias f
•
1Hz!
Ruido es el sonido co mpuesto por fra cciones de tono que no guardan entre sí relaciones sencillas. de números enteros (no son " armónicos" ) o bien impulsos sonoros o series de impulsos con una frecuencia rítmi ca inferior a los 16 Hz (por ejemplo: martillazos). El oído humano sólo puede percibir los sonidos co mprendidos entre 16 y 20,000 Hz de frecuencia y desde una presión sonora Po = 0 ,0002 ¡¡ bar en el umbral de percepció n hasta 1000 ¡.t·bar = curva del dolor. Umbral audible Po = 0 ,0002 ¡¡bar, Límite de sensación o umbral doloroso p '" 1000 ¡¡ bar El oído humano percibe en sonido como de intensidad doble de otro cu ando su potencia sonora se multiplica por diez. En la práctica de la protección acústica la potencia sonora se expresa por el
L = 10 log J /J o = 20 log P/ Po (dB] lIa unidad, el decibel (d B), se adaptó en recuerdo del inventor nortea meri ca no Bell) . El nivel sonoro en la mayor parte de los casos se suele referir a la presión sonora del umbral audible Po = 0 ,0002 ¡¡ bar y expresa el número de dB en que una determinada potencia sonora. co n una presió n sonora p , sobrepasa el va lor correspondiente al umbral audible. Cuando no se trata de
Nivel sonoro
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un sonido aislado, sino de un ruido de espectro acústico continuo, se analiza eléctricamente el nivel sonoro para un determinado intervalo de frecuencias, p. ej . para una octava , y entonces se expresa en dB por octava . Grado de sonoridad o nivel de intensidad subjetiva = Mide la sensación sonora ; su unidad es el fon oLa escala de los grados de sonoridad es logarítmica ; se suele tomar como tono de referencia el de 1000 Hz o ciclos/seg, haciendo que para esa Irecuencia coincidan sus valores con los del nivel sonoro L (en dB). Grados de sonoridad de ruidos característicos:
Se puede dar la disminución del ruido , según la escala de fans, en %. Como norma , sin embargo, se suele precisar los datos en fans (nivel sonoro ponderado) o en dB (nivel sonoro sin ponde-
rar). Amortiguación de sonido~ propagados por el aire La diferencia entre el nivel sonoro L 1 de una habitación donde se producen los sonidos (recinto emisor) y el L2 de otra habitación vecina, ocasionado por aquellos mismos sonidos (recinto receptor) se designan con el nombre de desnivel sonoro O = L, - L, [en d8J
130 120 110 100 90 80
fones Iones fones fones fones fones
70 fones 60 50 40 30 20 O
fones fones Iones Iones Iones fones
Límite superior audible ; sensación dolorosa Hélice de avión, a unos 5 m de distancia Calderería Martillo de . aire comprimido, en una obra Bocina de automóvil a 7 m de distancia Tránsito urbano intenso, música radiada con gran volumen Máquina de escribir buena, restaurantes y hospederías, conversaciones Aspirador de polvo, tránsito urbano medio Establecimi"e nto comercial. hoteles tranquilos Calles de viviendas con poco tránsito Vivienda tranquila , tic-tac del reloj Ligero susurro del follaje en bosque tranquilo Limite de audibilidad
Las curvas de igual grado de sonoridad o intensidad subjetiva están tomadas por observadores de audición normal mediante comparación del sonido de referencia (de 1000 Hz) con sonidos de distintas frecuencias después de igualar sus grados de sonoridad. CURVAS DE IGUAL INTENSIDAD DE SONIDO
120 lOO
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t-50 100 200
2 . 10 3 din/cm s 2 . 10 2
Esta diferencia no equiva le a la amortiguación acústica exacta de la pared de separación, dado que el nivel sonoro de un local receptor depende esencialmente de la capacidad de absorción de sus paredes, suelo y techo, así como de su decoración. Para contabilizar adecuadamente todos estos factores. hay que recurrir a una superficie "A" o "superficie equivalente" (véase pág. 94). que se compara con otra o " superficie equivalente de referencia Ao de 10m2 ; con ello se obtiene
El desnivel sonoro teórico
A A
A A
On = 0 +10 log---'< = L, - L, + 10 log---'<[en dEiJ
.
c
a través del cua l se conoce la impedancia o pérdida acústica entre ambas habitaciones. La medida del poder amortiguante de la pared de separación debe referirse a las mismas superficies. Para la protección acústica de una pared se considera
El coeficiente de amortiguación F R = D+10 lag A = L, - L, + 10 log--"-lim d8J . A que resulta de aplicar un término corrector al desnivel sonoro. Dicho término establece una relación entre la superficie F de la pared y la superficie A de absorción equivalente del local receptor. El término corrector toma valores negativos cuando la superficie equivalente de absorción del local receptor es mayor que la superficie de la pared separadora. Esto se da. preferentemente, en habitaciones bien acondicionadas a tal efecto. En un edificio no sólo se transmite el sonido a través de la pared entre dos habitaciones, sino también por caminos laterales a lo largo. de los elementos planos (suelos, techos y paredes) conti guos y, eventualmente. por huecos o rendijas existentes en ellos. Por ello la amortiguación del sonido aéreo que se logra en condiciones normales, que incluyen todos aquellos factores, se designa por
El coeficiente R '
5000 10000 H,
_ _ Fre
Para los tonos más altos y sobre todo para los más graves, se requieren intensidades de estimulo (presiones sonoras) mucho mayores para lograr iguales grados de sonoridad en la sensación auditiva. Las curvas son únicamente válidas para la comparación de sonidos puros. El cálculo de los grados de sonoridad de sonidos compuestos y ruidos y el cácu lo del grado de sonoridad de los ruidos que se componen de una suma de tonos armónicos y no armónicos (espectro) sólo puede hacerse, en rigor, por comparación con el tono de 1000 Hz. La sonoridad según normas DIN , se ha medido con el aparato OIN 5045 Y se expresa en fons-OIN , Obsérvese que las bajas frecuencias necesitan mayor energía sonora para producir el mismo efecto que las altas. En la práctica del cálculo acústico se hace siempre referencia a la escala de Fans, porque en ella se hallan implícitas las peculiaridades del oído incorporadas a los instrumentos de medida. Sonoridad o intensidad subjetiva: Magnitud de la percepción sonora . La unidad, el "sonido", equivale a la percepción de 40 fans. Los sonidos que parecen de doble o mitad de intensidad tendrán un grado de sonoridad multiplicado por 2 o por 1/ 2 respectivamente en las sonoridad es medias. Entre 40 y 100 lons, se consigue duplicar o redu cir a la mitad la sonoridad percibida añadiendo o quitando 10 fons.
que se distingue del R sencillo, reservado para la amortiguación que ofrece un techo o pared, por sr mismo y con ausencia de propagaciones indirectas. CURVAS PRESCRITAS PARA EL GRADO DE AMORTIGUACIÓN DEL SONIDO A~REO
..
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P~r.des ~ f~rja~osl en' en~a.y~s sin propagociones indirectos
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Paredes y forjados en ensayos efectuados en obra. y con las: propaQaciones indirectos usuales
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Frecuencia.s f
83 http://candelapro.blogspot.com.ar/
Estos coeficientes, como las diferencias de nivel sonoro de los que se deducen, corresponden a cáda una de las frecuencias de la gama de ensayo, por ello sólo pueden representarse mediante curvas, con dichas frecuencias (entre 100 Y 3200 Hz) figurando en abscisas a escala logarítmica. Anteriormente se tomaba el promedio de las ordenadas de dicha curva como valor-medio definitorio de la amortiguación lograda por el elemento plano. Pero se echó de ver que, por ejemplo, dos paredes con idéntico valor-medio daban lugar a impresiones subjetivas muy distintas, debido a que, para el oído humano no puede compensarse una débil amortiguación de cienas frecuencias (por ejemplo, alrededor de 500 Hz) con una gran amortiguación que anule prácticamente otra gama (por ejemplo alrededor de los 2000 Hz). Este valor-medio carece, pues, de utilidad real. Para solucionar esta falta , sin perder la ventaja de tener condensada en un solo dato toda la idea global del comportamiento acústico de un elemento plano en la obra, la norma DIN 4109 da un sistema gráfico que, basándose en las curvas de amortiguaciones-frecuencias, permite determinar una cantidad o "grado", expresivo de la amortiguación del sonido aéreo que ofrece el elemento plano incorporando las diferentes sensibilidades que presenta el oído humano según las frecuencias. Esta cantidad, que se da en decibels, se llama :
Grado de protección contra el sonido aéreo La determinación de este grado se basa en las llamadas "curvas de régimen " que establecen los valores de los coeficientes R y R' mínimos, según la norma DIN 4109 , para cada frecuencia entre 100 Y 3200 Hz. Estas curvas presentan unos valores de R y R' crecientes hacia las frecuencias altas, tal como corresponde al aumento de sensibilidad (para intensidades escasas) del oído humano. Estas curvas tienen en cuenta, no sólo las diferencias de sensibilidad antes citadas, sino las intensidades más comunes en los sonidos o ruidos típicos de las viviendas y la gama de frecuencias que suelen presentar más y con mayor intensidad. Mirado tanto desde un punto de vista estadístico como económico, el campo de frecuencias más interesante es entre 200 y 1000 Hz. Una mejor;) adicional de la amortiguación del sonido aéreo debería concentrarse en este campo. Fijadas las curvas de régimen una vez por todas, el grado de protección contra el sonido aéreo se obtiene al comparar con ellas las curvas, obtenidas por medición, de los coeficientes R y R' que proporciona un techo o pared. Si la desviación que la curva de ensayo presenta respecto a la de régimen no sobrepasa en promedio 2 dB se considera que dicho techo o pared presenta un grado de protección contra el sonido aéreo = + O, tolerable o mínimo. Cuando la desviación es mayor hace falta desplazar la curva de régimen paralelamente a sí misma hasta que se reduz-
AMORTlGUACION DEL SONIDO A~REO EN UNA PARED DE HORMIGÓN CElULAR DE 100 kg / m'. 10 cm DE ESPESOR, REVOQUE POR AMBAS CARAS
..
"O
ca dicha desviación a los 2 dB, en promedio. Entonces, el número de dB que ha tenido que desplazarse da el grado de protección contra el sonido aéreo, El signo dependerá de que el desplazamiento haya sido hacia abajo (valores inferiores de amortiguación) o hacia arriba (valores de mejor amortiguación). Hay que tener en cuenta que en el cálculo del promedio de desviación, todos los valores "buenos" que ya quedan por encima de la curva de régimen, no se contabilizan, sino que se consideran como situados en ella. Las desviaciones negativas extremas (para 100 Hz y 3200 Hz) se toman con valor mitad y las intermedias se suman y se dividen por (n - 1) siendo n el número de medidas efectuadas (que corresponden cada una a una frecuencia distinta). En general, un techo o pared sin acondicionamiento alguno presentará valores R y R' que quedarán por debajo de las curvas de régimen , y por lo tanto su grado de protección contra el sonido aéreo o GPSA será negativo, con un valor absolu to del número de dB. El acondicionamiento se escogerá en vistas a alcanzar el GPSA = O o, si es posible, un GPSA positivo.
Paredes y techos de una capa Pueden construirse de : a) Un solo material (p, e. hormigón o ladrillo). b) Va rias hojas de distintos materiales de semejantes propiedades mecánicas, íntimamente unidos entre sí (por ejemp·lo pared de fábrica de ladrillo con su revoque). c) Los materiales citados en a) y b) pero con espacios huecos (p. ej. ladrillos o bloques huecos). La pared de una capa no necesita pues ser homogénea ; en todo caso puede vibrar la misma pared estimulada por frecuencias bajas, como membrana única y en el caso de frecuencias altas. como membrana múltiple. La amortiguación acústica de un elemento constructivo (pared o techo) de una sola capa depende de su peso por unidad de superficie. Asimismo está en función de la rigidez a la flexión del elemento que sirve para la determinación del mínimo de amortiguación en la frecuenci~ límite. Peso por unidad de superficie Las paredes y techos de una capa amortigaan tanto mejor el sonido 'cuanto más pesadas son. En el caso extremo de paredes muy delgadas y sometidas a frecuencias muy bajas, se obtiene un aumento del coeficiente de amotiguación de 6 dB al doblar dicho peso unitario. . Aquí aparecen las limitaciones de la protección acústica en el caso de paredes simples. Una pared con un peso por unidad de superficie de 1 50 kg/m 2 tiene un coeficiente de amortiguación de 40 dB. Duplicando dicho peso se eleva tan sólo a 46 dB. Como veremos más adelante puede conseguirse el mismo efecto con revestimientos de placas mucho más ligeras. La influencia del peso en el coeficiente de amortiguación medio se observa en la figura adjunta. La relación entre el grado de protección acústica y el peso del elemento aparece en el diagrama contiguo. Los huecos grandes (p. ej. en forjados de techo en techos de bovedillas prefabricadas) ocasionan una disminución del coeficiente de amortiguación que correspondería a techos o paredes 'macizos del mismo espesor, Esto debe tenerse en cuenta para
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AMORTIGUACION SONORA EN UN ELEMENTO PLANO DE UNA SOLA CAPA EN RELACION CON SU PESO POR UNIDAD DE SUPERFICIE Curvo teórica según la ley d. masas (crecimiento lineal)
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Peso por unidad de superficie http://candelapro.blogspot.com.ar/
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las construcciones que no han utilizado la norma DIN 4109 , hoja 3 . El revoco mejora relativamente las condiciones acústicas de los techos o paredes hechos con materiales no porosos sólo en proporción con un escaso peso. En las paredes de material muy poroso (p. ej. de hormigón con árido único o unigranular) la mejora es, en cambio, notable porque el revoco cierra los conductos que van de una cámara a otra. Por ello se hace necesario un revoco espeso en dicha clase de paredes.
EFECTO DE ACOMODACiÓN O RELACiÓN ENTRE LAS LONGITUDES DE ONDA DEL SONIDO A~REO y LAS DE ONDAS DE FLEXiÓN PROVOCADAS POR ·LA INCIDENCIA OBLICUA
elevarse la frecuencia , una solución de continuidad en la curva del aislamiento por encima de los 1500 Hz ya no tiene importancia. En cambio, en el caso de tabiques (1 /4 de asta) o paredes delga. das (media asta). de ladrillo o de hormigón de pómez y yeso, en que la frecuen ci a límite viene a caer de lleno en el campo audible (de 200 a 400 ciclos/seg). se producen pérdidas sensibles, Mediante el empleo de paneles " emparedados" compuestos por dos placas (metálicas o de fibra de material plástico dura) separadas por una capa prensada de material muy aislante, pueden conseguirse tabiques que presenten suficiente rigidez esttítica, pero cuyas propiedades dintímicas sean semejantes a las de una masa deformable. Una pared de este tipo ofrece, con un peso por unidad de superficie relativamente bajo, una amortiguación acústica que cumple aproximadamente la cürva prescrita . Se consiguen resultados parecidos empleando paneles todavía más delgados, compuestos por dos placas preferentemente de acero, adheridas fuertemente a una hoja de fibra plástica de gran coeficiente interno de amortiguación.
MODIFICACiÓN DE LA RIGIDEZ DI' UNA PLACA MEDIANTE INCISIONES RETICULARES O SUPERPONIENDO MASAS
Excitación de ondas de flexión por incidencia oblicua del sonido aéreo. El efedo inverso, es decir. la transformación en sonido aéreo de unas ondas de flexión del elemento plano sólo puede tener lugar cuando ia longitud de onda de éstas AF es mayor que la de aquél AA' lo cual ocurre para frecuencias superiores a la frecuencia limite fl
Rigidez a la flexión La influencia de la rigidez en la amortiguación acústica para todos los ángulos de incidencia se obs~rva ya en la figura antes citada . la considerable desviación por defecto que se observa en las altas frecuencias entre la curva experimental y la curva A prescrita , teórica, se explica como efecto de la regidez del material. Se produce el "efecto de acomodación": ondas longitudinales incidiendo oblicuamente originan ondas sinusidales (de flexión) en la pared, cuyas longitudes de onda son función del ángulo de incidencia. Frecuencia límite La fre cuencia , a partir de la cual se verifica la disminución de amortiguación· acústica por el efecto que se conoce con el nombre " acomodación" (al entrar en resonancia la onda incidente con la de flexión) es la frecuencia limite. La frecuencia límite de una pared de un peso dado resulta de una razón entre la masa y la rig idez. Para placas de estructura uniforme su valor es, aproximadamente :
Paredes V techos de dos capas Las paredes y techos compuestos por dos capas que no están trabadas entre sí sino separadas por una ctímara de aire o un relleno de material aislante permiten mejor amortiguación del sonido aéreo con menor peso que las de una sola capa. El ai slamiento en este tipo de elementos planos depende de : la frecuen cia de resonancia , la rigidez de las capas y, en no poca medida, del cuidado puesto en la ejecución. Frecuencia de resonancia Se denomina " frecuencia propia" aquella en que ambas placas, por comprensión simultánea del medio interpuesto (cámara de aire o material aislante), que actúa como muelle. vibran en sentido contrario con la máxima amplitud. En su determinación intervienen :
f~= 500 ./ .' (_1_ g,
+
_1_) Hz. g, y g2 ~g/m2 s' en kg/cm' g2
el peso por unidad de superficie y la rigidez dinámica del material interpuesto. Esta última magnitud revela la capacidad de actuar como muelle inherente a dicho material. La cantidad con que se designa (s'). procede de la siguiente relación con su módulo de elasticidad dinámico Edyn y su espesor a: s' = Edyn I<.g/cm'
a
Edyn = módulo de elasticidad dinámica del material d = espesor de la placa en cm = densidad del material (peso especifico) en kg/m'
º
Por encima de la frecuencia límite, la amortiguación acústica del material disminuye, desvitíndose de la proporcionalidad con la masa . Por otra parte las vibraciones eltísticas (o de flexión) libres del elemento plano producidas por excitaciones superiores a la frecuencia límite, producen mayores radiaciones sonora s. El mtíximo se alcanza cuando la masa es importante y la rigidez míni:ma . Esta proporción puede variarse ya sea cambiando la masa y permaneciendo constante la rigidez, ya sea al contrario, cambiando la rigidez y dejando la masa igual. En paredes en que la rigidez contra la flexión ' es pequeña y la masa del material es grande el aislamiento btísico y la frecuencia límite son bastante elevados. Co mo el aislamiento aumenta al
El aislamiento acústico de los techos y paredes dobles tan sólo supera al de los macizos para las frecuencias superiores a la de resonancia f o' La hoja aprisionada entre las dos láminas exteriores forma con ellas un conjunto susceptible de vibrar con una frecuencia determinada: la propia. Esta posibilidad disminuye cuanto más importantes son las masas y mayor ~s la separación entre capas. Para tener garantras contra un empeoramiento de la amortiguación dentro de las frecuencias trpicas de uso, la frecuencia de resonancia debe ser inferior a 100Hz. Rigidez a la flexión En los elementos planos con dos capas de igual rigidez puede ocurrir, aunque se cumplan las condiciones prescritas, que el amortiguamiento resulte por debajo de los valores esperados, porque ante una incidencia oblicua y frecuencias intermedias, se
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ESQUEMA DE LOS DISTINTOS ESTADOS VIBRATORIOS Y AMORTIGUACiÓN SONORA EN UN ELEMENTO PLANO DE DOS CAPAS, EN RELACiÓN CON LA FRECUENCIA
su superficie u hormigonadas y luego revocadas, ya se trate de tableros aglomerados, placas de cañizo o paneles de espuma sólida , más bien rebajan la rigidez dinám ica s· y empeoran las cualidades acústicas de los techos y paredes de una capa. Estas placas forman con el revoco un sistema vibratorio cuya frecuencia propia f o está situada plenamente en el campo ordinario, entre 200 y 2000 Hz. En las proximidades de su frecuencia propia este sistema aminora las cualidades acústicas del elemento ·plano al originar una resonan cia.
Puentes sonoros
Co,m,;o",d;,; n con elemento plano de
fre cuencia mós baja
Frecuencia d.
uno sol o capo
resonanda
Frecuencia por encima. de la de resonQncio
de iguol peso q ue el elemento doble
EL EFECTO DE RESONANCIA DISMINUYE LA AMORTIGUACION SONORA EN LOS ELEMENTOS PLANOS DE DOS CAPAS ; POR ELLO CONVIENE QUE DICHA FRECUENCIA DE RESONANCIA SEA MÁS BAJA DE 100 Hz:. ; SU DETEMINACIÓN, SEGÚN LA NORMA
DIN -4109, SE EFECTÚA COHO SIGUE : Pared doble
Capo ligera
con capQS
antepuesta
de igual peso
pared gruesa
Q
Relleno de la cámara
in termedio, suelto
Cámara de aire material a.bsorbente PO"c;colmenl'e¡ l ómina aislante un ida e n toda su superlicie Q las dos capas exteriores Donde significan : fa : Frecuencia propio en Hz g : Peso de lo copo ligero en kg / m'l o : D istancia entre coros en cm s' : Rigidez d inamica de lo copo aislante en kg /cm' - ) Es cond ición ind ispensable en este coso que lo trabazón estructural del material de relleno seo mln imo paro q ue carezco de rigidez, o bien que el mate rial no esté un ido en toda lo superficie con ambos copos exteriores a la 't'eL
anulan las ventajas de la inercia y la rigidez por efecto de acomodación al igual que ocurre con la frecuencia de resonancia . Este empeoramiento se observa, en especial, por encima de la frec uencia límite. La frecuencia límite de una de las capas, por lo menos, debería estar en lo posible fuera de la gama ordinaria, ya sea más alta (por encima de los 2000 Hz) o más baja (por debajo de 200 Hz) . Esto se consigue dando a las capas suficiente rigidez, o al con trario, una adecuada plasticidad. Esta última condición la cumplen : Los tableros aglomerados de madera en viruta revocados por un lado con mortero de cal, yeso o mixto. Las placas de yeso con espesor máximo de 20 mm. Los paneles de mortero aplicado al chorro sobre tela metálica o entramado tubular. Las placas de fibrocemento , con un máximo de 10 rr:m de espesor. Las planchas con incisiones reticulares , que influyen poco en cuanto a pérdida de peso, pero rebajan su rigidez .
La amortiguación sonora de una pared o techo de dos capas viene afectada por la existencia de enlaces rígidos entre ambas capas, por ejemplo, capas de mortero compartidas, bloques o ladrillos de través, conductos que atraviesan, etc. Sólo carecen de importancia estos enlaces cuando una de las capas es menos rígida y la distancia mínima entre ellos es superior o igual a 500 mm. En las paredes de varias capas subsiste una ligazón común a lo largo de los bordes y es a través de ellos por donde se transmite el sonido. Sobre todo en las paredes dobles de capas rígidas. Por ello es recomendabl e. p.ej., en las paredes medianeras de las casas alineadas, que al construir la segunda pared de medio ladrillo de anchura se deje, a lo largo y a lo ancho de su dimensión, una rendija que intercepte la propagación lateral ocasionada por las paredes y techos contiguos. Ai slamiento contra el ruido de pisadas Los ruidos corrientes en el uso de una vivienda como pisadas, arrastre de sillas, carda de objetos, ruidos de máquinas de coser o escribir, etc. , excitan la vibración de los techos, los cuales propagan al local inferior radiaciones sonoras. El aislamiento contra el ruido de pisadas se mide, según DIN 52210, por medio de un aparato que consta de cinco martillos de acero de 500 9 cada uno. A una velocidad de diez veces por segundo se dejan caer sobre el piso desde una altura de 4 cm. En el local situado debajo del forjado objeto de ensayo. se tiene un instrumento que mide los valores absolu tos de ruidos, según las diferentes octavas (el instrumento lleva los correspondientes filtros de octavas). A partir de los 'valores medidos l se calculan los
Valores normalizados para las diferentes octavas (100-3200 Hz)
l n= L- 1O 10gAO [dS). A A o = 10m2 es la su perlicie de absorción eq uivalente en el local inferior, a la que se refieren los resultados obtenidos. A , es la superficie equivalente de absorción del local situado debajo del forjado ensayado, el valor que se aplica para el cálculo del tiempo de reve rberación por la fórmula de Sabine.
CURVA PRESCRITA PARA El NIVEL MAXIMO D E RUIDO DE PI SADAS
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Una rigidez suficiente la brindan los materiales comunes en constru cción, siempre que su espesor supere los 10 cm y su peso los 150 kg/m'. Una pla sticidad inadecuada se encuentra, por ejemplo, en las paredes dobles de : Placas de hormigón o estuco de 50 a SO mm de espesor (véase hoja 3 . párrafo 1.3.3). Paneles de hormigón macizo de 20 a 50 mm.
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:'70 Forjados en ensayos~~~ propagaciones indirectos (Ln) ':" y fOrJaaos sometidos o ensayos en lo obra con los propagacione indirectos u'luales (L' n)
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Normalmente. las placas absorbentes (paneles acústicos) pegados o atornillados directamente a una pared o techo no mejoran la amortiguación acústica de éstos. Las placas pegadas en toda
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8 Alturas o frecuencias (
Hz
Si se tienen en cuenta las propagaciones indirectas, como es de rigor en los ensayos para viviendas, el resultado se designa por Ln' Actualmente la s normas no apuntan a la definición de una intensidad admisible para la protección de un techo frente al ruido de pisadas sino que se ofrecen curvas limitativas del nivel de ruido admisible para distintas frecuencias que llamaremos "curEJEMPLO DE DETERMINACiÓN DE LA D ISMINUCiÓN DEL RUIDO DE PISADAS (; L QUE PROPORCIONA UN REVESTIMIENTO
..
vas prescritas" . Los techos de viviendas ejecutadas según normas deben mantener dicho nivel por debajo de los 70 d B, para bajas frecuencias y por debajo de los 50 dB , para las altas, ya que estas últimas son las que el oído percibe con mayor jntensidad y durante más largo rato. Se toleran eventuales desviaciones por exceso (es deci r, por " demasiado" nivel de ruido) respecto a la curva prescrita mientras no sobrep asen, en promedio, la cantidad de 2 d B. Grado de protección contra el ruido de pisadas Este grado sirve, como su homónimo en el sonido aéreo, para la valoración de la bondad de las condiciones acústicas desde el punto de vista subjetivo. Hay que destacar que la curva prescrita para el ruido de pisadas establece límites máximos porque las ordenadas representan directamente niveles de energía sonora , no coeficientes de amortiguación, como ocurría en el sonido aéreo. El grado de protección representa , en el ruido de pisadas, el número de d B que hay que desplazar la curva prescrita paralelamente a sí misma, ya sea hacia abajo (valores positivos, mejores) o hacia arriba (va lores negativos, peores) para que la curva de niveles medios en ensayo no presente desviaciones en promedio mayores de 2 dB , A efectos del cá lculo de dicho promedio, los va lores medios que quedan por debajo de la curva prescri ta se consideran como situados en la misma .
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Amortiguación del ruido de pisadas Las diferencias, /j, L= Lno-Lnt, entre ordenadas de las curvas de medición o ensayo antes v después de la aplicación de un pa-
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DETERMINACiÓN DEL GRADO DE MEJORA G.M. QUE CORR ESPONDERÁ A LA APLICACiÓN DE UN PAVIMENTO CON UNA DISMINUCiÓN DEL RUIDO DE PISADAS l:l L.., SEGÚN LA CURVA c DE LA flG . 20812
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Frecuencias f
Curva o : Valores med idos en ensayo del nivel sonoro del ruido de pisado.s (LnO) en un forjado sin recubrir (forj ado de placas macil.OJ de hormigón de 12,5 cm de .spuor con revoque en su coro interior). Grado de protecció n contra el ru ido de pisados _ - H dB. Curva b: Vo-Iores medidos en ensayo del nivel sonoro del r uido de ~isado.s (ln1 ) después . de extender sobre el forjado un pavimento flot ante (cemento, .. cm sobre copo de fieltro aislante 20/ 15 mm). Grado de protección contra el r uid o de pisados _ + 15 dB Curvo c : Disminución del ru id o de pisado.s l:l L merced o lo aplicación del pavimento (pavimen to flotan le) l:l l - l:l lnO - l:l ln1
Hz
Curvo a : Nive l sonoro del r uido de pisadas lne en el forjado de referencia segú n DI N 4109, hoja 2, fig . .ot. Su grado de protecc;ión contra el ru ido de pisadas es G.P.R.P. o ""' - 14 de. Curvo b : Nivel sonoro del ruido de pisados Ln1 e que atravesa rlo el mismo forjado. supuesto q ue se extendiera sobre él un pavimento co mo el de los figuras anteriores (con una disminución 6 l del r uido de pisados). Esto curvo se hallo trasladando las o rdenadas de lo curvo o hacia abajo co.da valor de 6 l . osi: ln1 e = lnB - l. El G.P.R .P. que corr~sponde o la curva b es _ + 13 de. la diferencia entre los grados de protección contra el ruido de pisados , G.P.R .P. o '1 G.P.R.P.¡ . nos proporciono uno. ideo o bjetivo de lo mejoro que se obtiene al apli ca r aquel t ipo de pavimento . El grado de mejora eJ G. M. = G.P.R.P.¡ - G. P.R.P·o. o seo G.M. _ + 13 - ( - Hj _ + 27 dS.
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87
vimento amortiguante sobre el techo en bruto, revelan la eficacia de aquél. Esta eficacia es independ iente del techo sobre el que se ensaya , puesto que es atributo del pavimento. Tanto es así que puede preverse, a partir de aquellas diferencias, la mejora que se obtendrá al aplicar el mismo dispositivo sobre otro techo totalmente distinto. Para la definición, con un solo número, del efecto amortiguador del ruido de pisadas que ofrece un pavimento o recubrimiento , se recurre al "grado de mejora ". Grado de mejora GM Los valores obtenidos. como indica la fig . adjunta. para los ÓL pueden trasladarse a la curva de niveles de ruido 4,e, esquematizada , corre spondiente a un .forjado conocido y catalogado con un grado de protección contra el ruido de las pisadas G PRP~ = =- 14. Con ello resulta para este techo' normalizado, supuesta la aplicación del pavimento en cuestión, otra curva de niveles de ruidoL n1B a la cua l corresponde un grado de protección GPRP, . El grado de mejora global se obtendrá por diferencia entre los grados de protección GPRP, - GPRP o = GPRP, + 14 dB = GM. Dicho grado de mejora. por estar referido a un techoprototipo, sirve para la clasificación definitiva del pavimento ensayado, con independencia del forjado sobre el cual se decida usarlo en la práctica.
Forjados En el diagrama que se acompaña se han trazado curvas de nivel sonoro medio para forjados en bruto de los tipos corrientes y más empleados que se co mportan de modo parecido desde el pun to de vista técnico acústico. Según indica la comparación con la curva prescrita . también dibujada en el diagrama . todos los forjados macizos requieren aisla miento adicional contra el ruido de pisadas, que, se refiere a las frecuencias altas. Según la norma DIN 4109 se dividen en dos grupos. Grupo 1: Amortiguación insuficiente al sonido propagado por el aire V al ruido de pisadas. Grupo 11 : Aislamiento correcto al sonido aéreo pero insuficiente amortiguación del ruido de pisadas. En la hoja 3 de la norma DIN 4109 (véase tabla adjunta) se han clasificado los tipos usuales de forjados por grupos. Forjados macizos de una sola capa El amortiguam iento del ruido de pisadas en un forjado macizo de una sola capa depende. como el del sonido propagado por el aire, del pe so/ unidad de superficie. Pero aquél, al contrario de este último, no mejora con sólo aumentar dicho peso. Para las frecuencias medias V extremas se requiere un revestimiento .
NIVEL SONORO DEL RUIDO DE PISADAS QUE ATRAVIESA DIVERSOS TIPOS DE FORJADOS
17 17 I 17 17 b" V ~ 1/ 1/ 1/ ~ ¡..... ~ t/ •1,..: 1- k 1/ 1/ ~ 1/ 1,; V~ V ~ 110 p [7 17 ~ ¡;;; 17 ¡.... b V: 1/ 1/ rx ~ ~ K ¡:.. ~ '2~ V [.¿ b 1/ 1'\ ~ k ~ 1/ 1/
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NIVEL SONORO DEL RUIDO DE PISADAS QUE ATRAVIESA DIVERSOS FORJADOS DE PISO
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180
Bovedillas o bloques huecos entre viguetas de hormigón o hierro
"':0
220 JOO
-2
')
2
220
ptaceu macizas de hormig6n 10-11 cm
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320 ')
-3 +1
- --3
>3!iO
Placas madlas de hormigón > 14 cm
+2
')
---4
160
LOla de hormigón ne!"Vado o de vigas en T.•in cielo roso e n la parte inferior
•
-6
220 ')
---5
>140
Losa ne!"Vada igual que la n.O 4, poro con cielo raso por debajo
+1
220 ')
---6
180
Piso de vigas de madera, con relleno de escorias o barro
±O
') .) El revoque de la caro inferior o el pavimento que pueda existir encima del forjodo deben tenerse en cuenta al med ir el pelO. 2) Sin incluir el pelO del cielo ralo in ferior. s) Con leu tablas del suelo cla'lQdal diredamente sobre las vigeu de madero.
Forjados macizos de dos capas Con una capa interpuesta (con cámara de aire) pu ede mejorarse notablemente la amortiguación del rui do de pisadas, aunque subsiste una limitación ocasionada por la fácil transmisión de las vibraciones de flexión del techo macizo a las paredes adyacentes. Pa ra el dimensionado de las capas hay que considerar los datos que se apuntan en el párrafo de la amortiguación del sonido propagado por el aire, a saber: la frecuencia propia relacionada con la separación de las capas. sus rigideces y los anclajes o fijaciones entre ambas.
Revestimientos de forjados de pisos Según el tipo de forjado en bruto se puede lograr que el amortiguamiento sonoro, tanto para propagaciones por el aire como para ruido de pisadas, alcance el va lor remanente ~O dB mediante un pavimento flotante sobre capa de apoyo elástica o con un revestimiento blando. Las medidas a tomar en cada caso, según la cuantía del mejoramiento necesario pueden consultarse en los ejemplos explicados en la hoja 3 de la norma DIN 4109 . Aquí se señalan también las curvas para la disminución del ruido de pisadas o "incremento de amortiguación" 6 L para distintos tipos de revestimientos . Pavimentos flotantes La masa del pavimento y el mullido de la capa aislante forman un sistema oscilante que impide tanto mejor la transmisión de los esfuerzos alterna tivos sobre el techo en bruto, cuanto más baja sea su frecuencia propia, es decir cuanto mayor sea el peso del pavimento y más blando sea el mullido elástico de la capa aislante.
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DISMINUCIÓN DEL RUIDO DE PISADAS EN LOS FORIADOS MAs COMUNES BAlO DISTINTOS PAVIMENTOS Y SUELOS (MEDICION ES EFECTUADAS POR GRUNZWEIG & HARTMANN AG.)
YJ r----,---,-----,--.,....----,
Hz
Frecuencias (
Mejoras d.1 grado d. protecció n
Curva
N ."
1
2
3
Composición
constructivo
Contra el sonido aéreo d8
Contra el ruido de pisadas dB
3,5 cm pavimento de hormigó n, sobre placas de fibro mineral o láminas del mismo mot erial. de 1.5 cm de espesor
6
'SI
Tablas sobre durm ientes o vigos de modero con placas de fibra mineral como cerramiento por debajo
5
32
3
23
2
18
2
16
O
13
Pavi mento duro sobre
placas - d. 1 ,m d. espuma sólida
(densidad bruta ~ 12 kg / m' ) ~
Pavimento duro sobre 1.2 cm de placas de fibra blanda o sobre
0.8 cm de montos de corcho o placa.s de turba
5
6
Parquet de modera sobre placas de fibra blanda 1,2 cm de espesor , o bien sobre placas de fibro minero prensada
Pav imento sin capa omortiguante. Ion sólo con superficie de parquet de corcho o parquet de linóleum
La frecuencia de resonancia representa al mismo tiempo el límite de frecuencia por debajo del cua l no se puede ya lograr efecto de aislamiento. Esto viene expresado claramente en las curvas de mejora que se acompañan: cuanto más duro es el substrato del pavimento. tanto más se desplaza hacia la derecha . es decir hacia las frecuencias elevadas, la curva de la mejora del aislamiento. El efecto aislante de un pavimento flotante depende pues, de su rigidez dinámica, que es la que mide su facilidad de entrada en
vibracjón. Dicha rigidez aumenta con la carga estática (peso del pavimento, muebles, sobrecarga de uso, etc.). En la norma DIN 52214 se determinan los valores de la rigidez dinámica para diversos pavimentos sometidos a solicitudes vibratorias. Las capas de mullido aislante según normas (DIN 18164 Y DIN 1815) deben tener un módulo de rigidez dinámica por debajo de 3 kg/m 3 cuando se aplican, bajo pavimento, sobre techos en bruto del grúpo 1; 9 kg/cm' es el máximo valor tolerable para la aplicación de estas capas a techos del grupo 11. El relleno de arena o cualquier otro árido granular mineral , carece de elasticidad y sólo silVe para compensar irregularidades en la horizontalidad del techo en bruto, pero en ningún caso debe dejarse tal relleno como única capa bajo el pavimento. Se ha tratado numerosas veces de combinar el pavimento con la capa aislante, como en el caso de añadir serrín de corcho al material del substrato del piso. En muchos casos se han propuesto también como aislantes del ruido de pisadas cap.as porosas y muy ligeras, fabricadas con agregación de fibra de madera. Todos estos proyectos forzosamente han de conducir al fracaso, porque en ningún caso puede ser conseguido un mullido elástico tan blando como resultaría necesario para el aislamiento del rui do de las pisadas, si al mismo tiempo hay que conservar la resistencia necesaria. Como en ningún pavimento flotante que se quiera dotar de eficacia puede existir ninguna fijación o anclaje con la armazón del piso, salvando la capa aislante, es necesario que la placa que forma el pavimento posea una resistencia que le permita transmitir elevadas cargas concentradas (hasta de 700 kg), repartiéndolas sobre una extensa superficie a la capa aislante, sin que se produzca deformación permanente o peligro de rotura en aquélla . Para esto, se ha visto que pueden utilizarse los materiales siguientes : Pisos de madera (entarimados) sobre durmientes de madera, hormigón, cimento Hausler ('·holzzement"l. asfalto fundido , xilolita y yeso. Todos estos materiales prestan al pavimento ciertas propiedades mecánicas; en cambio, las diferencias técnico- acústicas entre ellos no son de gran importancia, dejando aparte las ventajas de la gran amortiguación interior del asfalto.
Suelos o pisos blandos
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Un solado aplicado directamente al techo en bruto sólo es tolerable, en cuanto al ruido de pisadas, cuando se verifican las dos condiciones siguientes: a) El techo en bruto ya ofrecia una amortiguación suficiente del sonido propagado por el aire. b) El tipo de suelo aplicado es lo bastante mullido como para impedir la propagación al techo de vibraciones tfpicas de los sólidos, lo cual significa una suficiente amortiguación a ruido de pisadas. Suelos que ofrezcan tal mullido son, por ejemplo, los de goma sintética, linóleum de corcho, losetas de corcho, linóleum, losetas u hojas de material plástico, placas de fieltro o materiales esponjosos y también las moquetas y otros tejidos adheridos en toda su superficie al techo en bruto. La eficacia amortiguadora de estos suelos es tanto mayor cuanto más blandos son, cuanto más efecto de muelle ofrecen, incluso bajo cargas de larga duración. No obstante, a causa de su débil amortiguación de los sonidos graves - por debajo de los 800 Hz-, no son aconsejables como única medida de acondicionamiento ni siquiera para techos del grupo 11 . En ca mbio, disminuyen substancialmente el ruido de pisadas. Son muy apropiados para su aplicación encima de un pavimento flotante, porque en éste, como en los pavimentos de madera, pueden producirse mayores ruidos en la parte superior del techo compuesto que los que se dan al pisar sobre suelo blando directamente aplicado al techo en bruto (la placa del pavimento vibra bajo la pisada como membrana e irradia la perturbación al aire).
Transmisión indirecta Comprobado el poder aislante acústico de una pared o de un techo en la obra ejecutada, en la mayor parte de los casos resul -
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tan valores peores que los que se hablan hallado en el laboratorio para la misma clase de pared o de techo. Contra lo que al principio se erera, este fenómeno se debe atribuir, no a que la ejecución de la Dora sea de peor calidad o menos cuidadosa, sino a la presencia de los demás eleme.ntas que constituyen la
obra en cuestión. El sonido, no sólo traspasa la pared o techo que separa los locales sino que se transmite longitudinalmente por las paredes o techos laterales (situados en los flan cos. respecto a la di rección de propagación). Esta transmisión longitudinal o lateral afecta también a pozos, chimeneas, regatas. cañerías Y. en las frecuencias bajas. incluso alcanza al subsuelo a través de los ci mientos. Aparte de los canales mencionados, la transmisión indirecta se produce por la propagación de unas ondas elásticas (transversales o de sólidas), que, habiendo sido excitados en las paredes y te chos del local ruidoso por el sonido aéreo, " irradian" de nuevo sonido aéreo hacia el interior de otra habitación silenciosa cuyas paredes y techos han sido alcanzados por aquella propagación. Cuanto menor es la transmisión directa del sonido a través del elemento de separación, más importancia reviste la transmisi ón lateral. Por ello parece absurdo incrementar la amortiguación acústica de tal elemento (por ejemplo, un techo) cuando el nivel sonoro percibido en el local inferior procede principalmente de transmisiones laterales. Estas últimas dependen de la masa, rig idez y amortiguación interior Que encuentren en las paredes laterales. Asimismo dependen del tipo de juntas entre el elemento de separación y las paredes o techos contiguos. La transmisión lateral es tanto mayor cuanto más ligeros son las paredes o techos contiguos.
Transmisión indirecta del sonido aéreo Debido precisamente a las transmisiones indirectas, la amortiguación del sonido aéreo que se puede conseguir entre dos locales, queda limitada de suerte que el máximo grado de protección contra dicho sonido alcanza , a lo sumo, + 2 ó + 3 dB por encima de los valores mfnimos establecidos en la norma DIN 4109 (hoja 2) . La cuantía de la transmisión lateral que se co nsidera normal queda especificada numéricamente en la norma DIN 52210. La mínima transmisión indirecta del sonido aéreo, se consígue mediante a) Un elevado peso/ unidad de superficie de todos los elementos planos de una sola capa, tanto el de separa ció n como los contiguos. b) Utilización de siste mas apropiados en dos capas, como pavimentos flotantes, rellenos blandos, placas blandas adicionales a lo largo de las paredes laterales y paredes dobles en las medianeras con j unta de separación continua. c) Evitar determinadas resonancias Que se producen en los elementos de varias capas para frecuencias medias. La pla cas de protección térmica, que aumentan su rigidez dinámica entre 5 y 1000 kg/cm 3 bajo el revoque, pueden dar lugar a transmisiones indirectas y resonancias que empeoren las co ndiciones acústicas de un techo o pared. También es de gran importancia la ejecución de las junta s entre elementos contiguos. Para disminuir la propagación lateral en sentido vertical , por ejemplo, no cabe pensar en interponer una lámina elástica entre un techo y la pared de carga sobre la que se asienta, por motivos obvios de estática . Pero sí es conveniente tal m edida cuando se trata de una pared delgada sin ca rga alguna . La propagación lateral en sentido horizontal puede ser favorecida por la existencia de junta s ininterrumpidas a lo largo de todo el edificio. Esas ci rcunstancias tienen, an te todo, importancia para el aislamiento acústico en las construcciones de tipo ligero. En época reciente se ha podido ver que en techos y paredes medianeras de escaso peso se podía lograr un buen aislam iento acústico con medios relativamente sencillos. Ahora bien ; hay que observar que ese aislamiento acústico sólo va bien cuando permite la transmisión del ruido a lo largo de las paredes. Y esa transmisión depende a su vez del peso o masa de esas paredes.
El peso por unidad de superficie de nuestros elementos de obra es, por consiguiente, de una reconocida importancia para el aislamiento acústico, mucho más de lo que hasta ahora se creía; porque es verdaderamente lo que determina la magnitud de la condu cción longitudinal de los sonidos. Solo cuando dicho peso unitario es de 400 kg/m 2 puede considerarse despreciable el efecto de propagación. De las explicaciones que preceden se deduce que el aislamiento contra los ruidos propagados por el aire se logra muy rápidamente en las construcciones ligeras y por medios sencillos, pero tanto el aislamiento de un piso mediante un pavimento flotante como el de una pared por medio de un tabique o una segunda capa sólo producen una pequeña mejora en el aislamiento acústico contra los ruidos propagados por el aire. Si es necesaria una mejor protección acústica , se· tiene que recurrir al revestimiento de todos los demás elementos constructivos que cierran el local en cuestión, empleando placas blandas y flexibles (con una elevada frecuencia limite) que irradien en forma muy atenuada las vibraciones que les son transmitidas, de manera que la propagación del sonido a lo largo de las paredes no pueda ejercer ya ninguna influencia importante. En la construcción de casas, esa forma de construir a base de reducir la propagación longitudinal de los sonidos puede ser económica , cuando la construcción de las paredes se ha de hacer forzosamente con dos capas por el módo de haber sido proyectada la estructura portante. Esto es lo que ocurre frecuentemente en los edificios en que esa estru<;;tura es un esqueleto o armazón de hierro o de hormigón armado. Si bien este tipo de edificios, en general , posee un escaso aislamiento acústico, pueden lograrse valores de aislamiento incluso superiores a los de los edificios macizos, a condición de que los elementos de la estructura portante sean revestidos con placas que presenten una frecuencia límite elevada .
Propagación indirecta del ruido de pisadas A diferencia del sonido aéreo, en el ruido de pisadas sólo se toman en consideración los techos, que son los que entran en vibración bajo el impacto de aquéllas. La propagación a las paredes contiguas de las vi braciones excitadas en el piso queda notablemente aminorada con un pavimento flotante . La transmisión indirecta puede combatirse en este caso de manera sencilla. Mientras que en la amortiguación del sonido acústico ocurría que, una vez añadida la influencia de las transmisiones indirectas, se mantenían los valores unos pocos dB por encima de los de la norma y aún con relativa mente grandes esfuerzos no se mejoraba casi nada , en el caso del ruido de pisadas la amortiguación puede llevarse mucho má s allá de los niveles pre scritos. Depende de la eficacia que a tales efectos tenga el piso instalado. Una ca pa blanda y flexible instal ada por debajo del techo, a modo de cielo raso , amortigua sólo la componente 1, pero no la propagación lateral según la co mponente 2. No es aconsejable alternar pavimento flotante-cielo raso, entre dos habitaciones contiguas que se repiten en vertical , porque se produce el " efecto diagonal ". No hay inconven iente en utilizar cielos rasos adicionales c uando existe pavimento flotante incluso en el baño.
Absorción del sonido Cuando un manantial sonoro irradia en un local una determinada potencia , se establece al ca bo de breve tiempo un nivel sonoro. Se llega a un estado de equilibrio cuando las superficies que delimita n o cierran el local co nsu men en la unidad de tiempo una cantidad de energía igual que la que es irradiada, transformándola en ca lor o propagándola. Este consumo de energía es lo que se denomina absorción y depende principalmente de la naturaleza de la superficie de las paredes o de los te chos y pisos.
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Grado de absorción sonora El grado de absorción sonora 8 es la relación entre la energía sonora no reflejada (es decir, transformada en ca lor o propagada) y la que incide sobre la misma superficie de pared. Para materiales absorbentes que desde luego representan cierto gasto, ese grado debe ser lo más elevado ·posible. Con frecuencia . se exige una absorción selectiva para determinados campos de frecuencia , sea en los tonos altos. en los medios o en los bajos. Por su gran longitud de onda 13.40 m 'en los de 100 Hz), los tonos graves en general requ ieren capas absorbentes mucho más gruesas que los tonos agudos lIog. de onda de 10 cm para 3400 Hz). Hay tres tipos fundamentales de absorbentes del sonido: Absorbentes porosos del sonido Placas resonantes Resonadores Cada tipo tiene propiedades determ inadas; además. pueden reaHzanse adecuadas combinaciones con varios tipos iguales o diferentes para lograr el grado de absorción que se requiera en función de la frecuencia .
Medición del grado de absorción La medición del grado de absorción para el ensayo de materiales absorbentes del sonido y dispositivos de igual finalidad se efectúa por lo regular en el intervalo de frecuencias de 100 a 6400 Hz. Pueden usarse dos métodos.
TRAYECTORIAS DE LA PROPAGACiÓN SONORA RUIDO DE PISADAS
Sonido aéreo
Foriado con revestimiento duro o blando o sin él
Revestimiento duro
En el método de la cámara de reverberación se disponen, según la norma DIN 52212, de 10 a 20 m 2 del dispositivo a ensayar sobre una de las superficies planas que limitan un local (suelo, pared o techo!. de unos 200 m' de volumen y fuerte reverberación. la relación longitud/ anchura de la superficie re ctangular del dispositivo a ensayar debe estar compredida entre 1 y 1.4 y sus bordes deben esta r por lo menos a 1 m de distancia de las aristas interiores del local. Todas las superficies de ést.e son lisas y duras como espejos, de modo que dan lugar a tiempos de reverberación muy largos Ivéase " audibilidad", pág. 94) . De los valores medidos de los " tiempos de reverberación " sin las superficies absorbentes y con ellas puede deducirse, por cálculo, el grado de absorción para los diferentes tonos o frecuencias. Esas mediciones en la cámara de reverberación, tienen la ventaja de que, al igual que en la aplicación práctica que posteriormente se haya de hacer del material, inciden sobre éste ondas sonoras de todas las direcciones. Los grados elevados de absorción, próximos a 1,0 suelen de todos modos dar resultados demasiado altos, porque los rayos sonoros paralelos o casi paralelos a las superficies sufren una incurvación hacia ellas. La cámara de reverberación debe garantizar una buena difusión de toda la energía sonora, cosa que se consigue con placa s reflectoras de 2 m 2 , como mínimo, de superficie y en disposición irregular. Tambi én tienen buenos efectos difusores las formas irregulares y la falta de paralelismo de las mismas superficies limitantes del local. Una vez que pudo evaluarse la influencia de la longitud del contorno de la superficie de ensayo, y se encontró el sistema de lograr una buena difusión, se pudo conseguir la determinación práctica del grado de absorción utilizando sólo una superfi cie len lugar de tres, dispuestas formando diedros rectos) . Para altos grados de absorción se hallan resultados más fidedig nos valiéndose para la medición del tubo de Kundt. la superficie ensayada se pone allí a extremo de un tubo cerrado en cuyo interior se producen ondas estaciona rias. La determinación del grado de absorción se hace hallando la relación 'entre las presiones sonoras correspondientes a los valores máximo y mínimo de las ondas estacionarias. Solamente es aplicable el caso de que el sonido incida normalmente sobre la superficie ensayada, por lo que, incluso en los grados bajos de absorción, da valores algo menores que los obtenidos por el método de la cá mara de reverberación. Los grados de absorción superiores a 1 no pueden medirse con dicho tubo, ya que la superficie ensayada llena el extremo del mismo de manera que no pueden verificarse efectos de difracción por los bordes. Se utiliza este sistema principalmente para la medición de superficies muy absorbentes, apropiadas para revestimientos de cámaras " aisladas" acústica mente, cuyo grado de absorción para una frecuencia límite debe ser mayor de 0,99. Para unos 100 Hz de frecuencia limite ha de recurrirse a placas gruesas, en forma de cuña, de 80 cm de espesor.
FORJADO CON CIELO RASO FLEXIBLE
Absorbentes porosos del sonido
Forjado con pavimento flotante
Pav imento flotante o suelo muy blando
Disposición desfavorable de los capos de amortigu aci6 n antepuestas
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HabitClción
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En la habitación : Pav imento flotante y pora el baño. ci.lo raso suspend ido
Habitación
En las capas porosas que tienen sus poros en forma de canales continuos, la energía de las ondas sonoras que en ellas penetran se convierte en ca lor por efecto del rozamiento. En este aspecto, las ca pas de fibras m inerales son muy apropiadas. Sólo se logran grados muy altos de absorción para frecuencias elevadas como indica el segundo diagrama . Cuanto más gruesa es la capa de material absorbente. tanto más alto es el grado de absorción para las frecuencias bajas. Además, la mayor o menor porosidad tiene también influencia , porque es fácil de comprender que las ondas sonoras podrán penetrar mejor en una masa de lana minera l que tenga un 95% de su volumen de poros que en una placa blanda de fibra de madera que sólo tenga un 65% de porosidad. Su superficie co mpacta reflejará cierta proporción de la energía incidente. La curva 1 del primer diagrama representa el curso del grado de absorción de una capa de 5 cm de lana mineral Ide unos 100 kg/m') en función de la frecuencia o tono del sonido. La medición en la cámara de resonancia dio un grado de absorción 1,0 para todas las frecuencias superiores a 450 Hz, en tanto que según el segundo diagrama que se refiere únicamente a incidencias perpendiculares del sonido, al hacer la medición
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91
GRADO DE ABSORCiÓN DEL SONIDO DE REVESTIMIENTOS TIPO PLACA
PLACAS POROSAS DE FIBRA MINERAL PARA LA ABSORCiÓN DEL SONIDO
50 mm de estera de « sillan » cubierta con una placa de fibra dura de .. mm de espesor, peso : .. kg / m!
Estera d. 50 mm d. «,illan», o fi.ltro «sillan» 4ntepuesto Cl lo pclred. Sin recubrimiento o con uno placa dura perforCldo en un lO %
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con el tubo de Kundt el grado de absorción 0 ,9 no se alcanza hasta una frecuencia de 850 Hz, Si se cubre una capa porosa de absorción con una placa perforada cuya superficie de orificios sea de más del 20%, no cambiará el grado de absorción, dado que prácticamente todas las ondas sonoras pueden pasar a través de los orificios. Sólo cuando la superficie de los orificios es del orden del 8%, el grado de absorción disminuye para las altas frecuencias. porque éstas. por su corta longitud de onda, pueden ser reflejadas por las áreas en que no hay orificios y no llegar a la capa absorbente. Como ejemplos de capas de absorción delgadas, en la curva 2 se dan resultados de mediciones hechas en placas acústicas de Sillan de 2 cm de grueso, y en la curva 3, en placas de Sillan de sólo 1,1 cm. Cuanto más delgada es la capa absorbente adherida directamente a una superficie de pared o techo, más se desplazan los valores altos de la curva de grados de absorción hacia las frecuencias elevadas. También se emplea como capa porosa de absorción el revoque acústico Novolan, que normalmente alcanza un espesor de 1 cm. Con un peso especifico de 400 · kg/cm3 , este revoque seco presenta una porosidad y grado de absorción, como puede verse en la curva 4 , que corresponde más o menos a las placas de madera blanda debastada. A causa de su escasa porosidad, la curva de absorción del revoque absorbente de Novolan queda por debajo incluso, de la de 1 cm de Sillan.
Placas resonantes Las placas compactas dispuestas a cierta distancia de una pared rígida forman , gracias a su masa en combinación con la elasticidad de la capa de aire encerrado en el hueco, un sistema oscilante que posee una frecuencia propia característica . Cuando inciden sobre la placa ondas sonoras con frecuencias próximas
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a dicha frecuencia propia , ésta se pone a vibrar en resonancia con ellas y conduce de este modo energia al espacio hueco, donde es consumida por los materiales absorbentes allí dispuestos. Con placas pesadas y rlgidas (de 1 a 10 kg/m 2 ) se obtiene un grado máximo de absorción cuyo valor va desde 0,5 a 0 ,8. Las curvas 1 y 2 de la figura corresponden a placas de fibra y tableros aglomerados de madera con 4 kg/m 2 de peso aproximado colocadas a 5 cm de distancia de la pared o techo. Si hay que alcanzar el grado de absorción 0 ,5 incluso para frecuencias inferiores a 100 Hz (ciclos/seg) , se debe recurrir a dispositivos más complicados como los que se encuentran en la disposición. Si se utilizan hojas ligeras impermeables de material plástico o papel grueso, desde 30 g/m 2 hasta 1 kg/m 2 , como "membra nas resonantes" se alcanzan grados de absorción de hasta 1,0 . Los dispositivos compuestos por una capa espesa de material absorbente V una membrana delgada (disposición 2) proporcionan el ca mpo de acción más amplio. En este dispositivo el grado de absorción desciende para frecuencias altas debido a que éstas, con sus cortas longitudes de onda, no logran excitar la placa-membrana. Todos los dispositivos que muestran las dos figura s siguientes van dirigidos a revestimientos de "cá maras aisladas" (estudios de grabación o radiofonía, por ej.) y su espesor total se limita a 12 cm; distancia a la que se sitúa una lámina de recubrimiento a base de listones, varillas metálicas, malla de plástico, etc., cuyos efectos en cuanto a absorción son nulos.
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Prácticamente, el resonador se aplica en forma de placas perforada s o ranuradas Que se colocan a cierta distancia de la pared. El material absorbente (placa de fibra mineral) puede ir fijado en la placa perforadora por la cara anterior o posterior de la misma. Muct,as veces es también conveniente o deseable rellenar todo el hueco. Disponiendo acertadamente la resistencia ofrecida a la corriente de aire en la abertura, puede llegarse con los resonadores y con la frecuencia de resonancia al grado de absorción 1,0 . Si se requiere un grado de absorción más reducido, pueden realizarse curvas más amplias. La frecuencia de resonancia es:
GRADO DE ABSORCiÓN DEL SONIDO DE MATERIALES EN LÁMINAS U HOJAS
20. mm d . lana minerol . en placas « sillon» tipo «5 P 100» de 100 kg fmJ cubierto. por una ploca de 0,03 mm de material pl6..stico. cuyo peso es 30 g / m!
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Los grados elevados de absorción sonora, incluso para frecuencias bajas, pueden obtenerse disponiendo mayores distancias entre placas y paredes, gruesos espesores de placas y pequeños porcentajes de orificios. En cambio, si se quiere que la absorción sonora abarque amplias zonas de frecue ncia , hay que recurrir a un sistema opuesto: pequeños espesores de placas y un importante porcentaje de superficie de orificios, con una distancia entre placa y pared lo mayor posible, Dos resonadores tipicos con placas perforadas son los que muestra la figura . En el dispositivo 1 constan de una placa de fibra dura con un 8% de superficie de orificios aplicada sobre 5 cm de Sillan, El cielo raso acústico " soundex" (placas de yeso perforadas) que muestra el dispositivo 2 proporciona una frecuencia de ~esonancia algo mayor debido a un porcentaje supe-
Placa de « ,ilion » « 5P 100», lO mm de espesor hoja de fi.ltro «,illan» « 5F 57». 30 mm de espesor ambas bajo recubrimiento d. hoja moteriol pl6..stico de 230 g/ m' y 0.25 mm de espesor
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100 mm de fieltro «sillan» « 5F 57» cubi"!.lo$ por una hoja de material plóstico de 0,0] mm de espesor y lO g/ m! de peso
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GRADO DE ABSORCiÓN SONORA DE LAS PLACAS ACÚSTICAS
DE FIBRA BLANDA DE MADERA - PERFORADAS CON SEPARACiÓN DE LA PARED Y SIN "ELLA
Frecuencias f Puede ser : 1 de 12 - 13 mm de espesor 2 de 18 - 19 mm de espesor
Cuanto más separadas de la pared o techo se coloquen las placas de tejido blando o de Sillan, mayor grado de absorción proporcionan para bajas frecuencias. Ejemplos significativos de este fenómeno los encontraremos en las curvas 3 y 4 de la figura adjunta para placas acústicas de fibra blanda, asr como en la curva 2 de la figura de la página 111 para placas acústicas de Sillan,
Pegadas diredamente a la. pared o techo
3 de 12 - 13 mm de espesor .. de 18 - 19 mm de espesor
Resonsdores
A 50 mm de separación de la po.red o techo
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Los resonadores de Helmholtz son recipientes cerrados en los que existe solamente una pequeña abertura . Poseen una frecuencia propia claramente marcada y' bien definida . El sistema oscilante se realiza por efecto del aire del recipiente que 3Gtüa come resorte elástico y de la masa de aire que entra y sale en la abertura (cuello del resonador), Se produce una cierta absorción debida a la pérdida por rozamiento en el cuello del resonador. Agregando materias porosas capaces de aumentar ese rozamiento en las proximidades de la citada abertura, la curva del grado de absorción puede ser ampliada considerablemente y el conjunto de tal disposición puede resultar eficaz para un amplio ca mpo de frecuencias.
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GRADO DE ABSORCiÓN DE DOS « RESONADORES» DE PLACAS PERFORADAS
dependerá únicamente el grado de sonoridad recibido , que será considerablemente m ás bajo que el que habría que soportar sin la aplicación del revestimiento absorbente. Es posible hacer el cálcu lo del nivel sonoro y de su descenso. Para cada una de las frecuencias se tendrá : Descenso del nivel sonoro 6 L = 10 lag A ,IA o [dB] en que A a = 1: a.Fi era el poder absorbente total del local antes de la reforma y Al el poder absorbente del m ismo después de aplicar los revestimientos antisonoros. Se designa como
Placa ranurado. de fibra dura (8 % de superficie de ranuras). de '" mm de espesor. situada a SO mm de la pared o techo con có.mara de aire rellena de lana mineral « sillan » ; peso : 100 k;/ m'
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Placas «soundex» (de yeso) de 30 mm de espesor separadas SO mm de la pared o lecho. Superficie orificios _ 12 %. d icimetro orificios "',S mm, profundidad, 6 mm
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Es la superficie absorbente perfecta, es decir, con un grado de absorción igual a 1 (también se denomina "superficie de ventana abierta"), que se obtiene como suma de los productos de cada superficie parcial F por su correspondiente grado de absorción a. El descenso del nivel sonoro depende, por consiguiente, de la superficie total absorbente previamente existente. Si ésta era grande, se obtendrá un descenso pequeño del nivel sonoro y viceversa. En los casos más favorables puede contarse con un descenso del nivel sonoro de 5 a 10 dB , que en la mayor parte de los casos corresponderá a una disminución del mismo orden del grado de sonoridad. Si se desea una disminución más completa del ruido , habrá que adoptar medidas en las mismas máquinas q.ue lo producen, a fin de disminuir la producción de ruido y evitar su radiación. En muchos casos existirá también la posibilidad de encerrar las máquinas más ruidosas en cajas aisladora s, forradas con revestimientos absorbentes del sonido.
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rior de orificios: 12%. Si la placa externa sobrepasa el porcentaje del 20% se anula la eficacia del resonador de tipo corriente (con espesor no superior a 10 cm). permaneciendo tan sólo los efectos absorbentes propios del material poroso, a causa de que la placa perforada resulta entonces permeable al sonido. La curva 1 de la figura da un ejemplo de esto. La capa de Sillan de 5 cm de grueso fue recubierta en una de las mediciones con placas de fibras duras con el 30% de orificios, con lo cual se encontraron los mismos grados de absorcíón que sin ninguna clase de recu brimiento. Este hecho proporciona un medio auxiliar importante para poder aprovechar plenamente las propiedades absorbentes de la mayor parte de las materias porosas absorbentes poco resistentes superficialmente, recubriéndolas con tejidos. hojas perforadas, telas metálicas o enrejados de varillas,
Audibilidad en teatros. auditorios musicales y salas de conferencias La audibilidad en locales de hasta 1000 m' sin instalaciones electroacústicas, así como la disminució n del sonido y mejora de la inteligibilidad en locales con máquinas de oficina, salas de mecanografía , despachos, etc. se estudia en la norma DIN 18041 (" Audibilidad en locales de reducidas dimensiones" ). Las salas de conferencias, locales para música , estudios radiofónicos, teatros y cinematógrafos requieren condiciones muy especiales de audibilidad que dependen, en primer lugar, del tiempo de reverberación , o sea del tiempo que tarda un sonido en disminuir 60 dB a partir de la intensidad con que fue emitido, o lo que es lo mismo, en hacerse mil veces menor esta intensidad. El tiempo de reverberación Da la medida del poder absorbente total de las superficies interiores del local y depende de éste según la fórmula de Sabine :
T = O,163.v = O,163.v seg;
Disminución del sonido por absorción sonora El valor de la absorción sonora en los locales de trabajo revestidos va siendo reconocido cada vez en mayor medida por las autoridades, la industria y el comercio. Citemos, a continua ción. cierto número de locales de trabajo y oficinas en que los revestimientos absorbentes del sonido tienen importancia desde el punto de vista del buen rendimiento del trabajo que desempeña el personal alll ocupado, Centrales del servicio telefónico. centralitas de teléfonos particulares de las empresas, oficinas de clasificación en Correos, departamentos de mecanografla y de máquinas de contabilidad, pasillos y corredores en hospitales, clínicas y escuelas, salas de ventanillas en bancos y oficinas públicas. locales de recepción de géneros, en explotaciones industriales, hilaturas, fábricas de tejidos, talleres de mecánica fina , caldererías, salas de pruebas de motores, salas de máquinas en los buques, coches de ferrocarril. automotores Diesel , salas de motores de transportadores, etc. Una vez logrado que todos los rayos sonoros producidos por un manantial de ruidos molestos, y que van a parar a las paredes y techos del local, sean prácticamente absorbidos de modo completo, habrá que soportar únicamente los rayos sonoros que desde el foco generador van a parar directamente al oído y de ellos
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1: a l F; A en la que T es el tiempo de reverberación en segundos, V el volumen de aire del local en m 3 , a¡ es e.1 grado de absorción y F¡ la superficie de cada techo, pared, mueble o de las demás superticíes absorbentes que eventualmente pudiesen existir en el local. La medición del tiempo de reverberación puede hacerse a base de escalas logarítmicas que hacen aparecer como rectilíneo el descenso del nivel sonoro; su pendiente permite deducir el tiempo de reverberación. La producción del sonido se efectúa con altavoces o con un choque o disparo; el filtro eléctrico de octa vas permite escoger el campo de frecuencia que se desee. Para el cálculo previo de los tiempos de resonancia a base de los grados de absorción conocidos o supuestos para cada una de las superficies absorbentes, se redacta una tabla en que figuran diversas frecuencias separadas por intervalos de octava : 100200-400 ...6400 Hz, Debajo se ponen los correspondientes grados de absorción de cada superficie y sus respectivos poderes absorbentes. De su suma para todas las superficies absorbentes del local y del volumen de aire del mismo, se deduce por medio de la fórmula anterior el tiempo de reverberación previsto para cada frecuencia. Al querer tener en cuenta el efecto de la presencia del público en el local. los cálculos suelen presentar algunas dificultades, por-
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TIEMPOS DE REVERBERACiÓN ÓPTIMOS, SEGÚN EL VOLUMEN DEL LOCAL Y El G~NERO MUSICAL DE QUE SE TRATE
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La composición del local También la forma influye en la calidad acústica de un local. Así se observa'n actualmente, en muchos casos, ensanchamientos en forma de embudo desde el escenario hasta el centro de la sala , mientras que en la parte de atrás se procura obtener cierta concentración de las ondas sonoras reduciendo la sección del local. Las filas de butacas de atrás sobre un piso de fuerte pen-
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Los valores que se establezcan deben tener en cuenta todo el campo de frecuencias, pero parece admisible, en muchos c"asos, un au mento del tiempo de reverberación , para frecuencias bajas, de un 30 a un 50%.
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INFLUENCIAS SOBRE LA AUDI BllIDAO EN LOS LOCALES
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§ Reflexión por la pared del fondo
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Volumen del local V
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que el grado de absorción que suele darse en m 2 por persona depende entonces. del número de asientos por m 2 que contiene el local. Como primera hipótesis, se puede establecer para sa las de conferencias un volumen libre (de aire) de 3 a 5 m J por persona. Esta misma proporción sirve para cinematógrafos; para teatros y locales de conciertos hay que elevar esta cifra hasta 6 a 9 m J por persona. En el caso de música religiosa ha de aumentarse este volu men todavía más. Es también de mucha influencia el que el teatro o la sala de conferencias estén más o menos concurridos, especialmente si las sillas son de madera lisa. Los constructores de las butacas que hoy se usan con asiento rebatible tienen la precaución de que el almohadillado de esas butacas tenga el mismo grado de absorción, esté o no esté ocupada la loca lidad. En la mayor parte de los casos, cuando el local está totalmente lleno, las superficies absorbentes son demasiado grandes para las frecuencias elevadas, por lo que es de importancia que el grado de absorción de las butacas equivalga al que tendrían si estuviesen ocupadas, pero con referencia a las frecuencias medias y bajas. Teniendo debidamente en cuenta las condiciones y disposición de las butacas, la superficie absorbente por persona, que es de 0 .25 m 2 para los tonos graves, llega a ser de 0 ,5 m 2 para los agudos y permite, a base de esos datos, buenos resultados en los cálcu los. Para cada local hay un tiempo de reverberación más favorable según la finalidad a que se destina. Aparte de la condición de que resulte inteligible lo que dice el conferenciante para el público que forma el auditorio, existen para la fijación de esos tiempos de reverberación óptimos. y especialmente para las audiciones musicales. otras circunstancias y factores psicológicos que cooperan a esa determinación . Además, hay que tener en cuenta las dimensiones del local. En locales muy espaciosos se consideran admisibles tiempos de reverberación algo más largos. Las curvas del presente diagrama reproducen los tiempos que se consideran más favorables para locales de distintas dimensiones distinguiéndose los locales en que hay que escuchar música religiosa, conciertos o conferencias. Los tiempos de reverberación se hallan comprendidos entre 0,5 y 2 ,5 segundos. Para locales polivalentes, en los que lo mismo se dan conciertos que se pronuncian conferencias, hay que buscar un compromiso entre las respectivas condiciones acústicas qU.e requieren estas funciones. Como norma suele acondicionarse el local para el tiempo de reverberación más corto, dejando aparatos prolongadores de reverberación dispuestos para su uso eventual, al cambiar la función de aquél. Este compromiso tiene especial importancia en el caso de una iglesia, pues el constructor se enfrenta con el dilema de dar preferencia al tiempo de reverberación de la música religiosa . canto coral, órgano, etc., que es más bien lago, o a la palabra hablada , en los sermones -y con el recinto a medio lIenar- , en que el tiempo de reverberación debe ser corto.
Desfa vorable
Favorable
Favorable
Favorable
Fa\l'Orable
Reflexión por el techo
I
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Eco difuso
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1]
Reflexión natura l para la zona posterior del local
Disposición de las superficies absorbentes en locales de tamaño med io y peQueño
Desfavorable
Favorable
Favorable '
Planta
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diente. a veces sin alineación, responden al deseo dé procurar que cada oyente pueda captar el sector mayor posible de la radiación sonora emitida por el escenario. Si existen diferencias en los trayectos recorridos por los rayos sonoros recibido s directamente y los rayos reflejados que excedan de 17 m, pueden producirse interferencias debidas al efecto de eco. Hay que tener especialmente en cuenta este fenómeno en aquellas salas cuya longitud exceda de 20 m; en la parte posterior del local hay que evitar que existan superficies reflectoras que puedan devolver los sonidos hacia el escenario o hacia las primeras filas de butacas. Por consiguiente. las superficies , extensas de las paredes del fondo deben hacerse muy absorbentes. sobre todo para los tonos agudos y medios. Lo mismo puede decirse respecto de los antepechos de palcos que tengan gran superficie. Dándoles una forma abombada puede hacerse Que dispersen el sonido. En la mayor p<:lrte de los casos, sobre todo cuando se trata de locales alargados y relativamente bajos de techo, es conveniente que, aparte de la absorción sonora producida por el público y por las butacas, las paredes laterales sean absorbentes del sonido y que el techo sea buen reflector cuando menos en su parte media. De este modo se asegurará la máxima sonoridad posible para los ocupantes de las últimas filas de asientos. Procediendo en esta forma , se elimina también el peligro de los ecos trémulos que desnaturalizan la palabra o la música, y que precisamente se originan por las reflexiones múltiples del sonido en paredes paralelas, que en este caso serían las paredes laterales del local, si no estuviesen suficientemente revestidas con material absorbente del sonido. Hay que tener especial cuidado de que los revestimientos absorbentes no reduzcan con exceso el tiempo de reverberación. Puede ocurrir, si se trata de una sala de reducidas dimensiones, que el tiempo de reverberación cuando está llena sea inferior a los valores que señala la figura ; por ello es más aconsejable un cierto exceso de volumen por personas que una falta del mismo. Los tiempos de reverberación largos, propios de grandes salas, se pueden reducir fácilmente mediante superficies de absorción situadas de manera que impidan los reflejos perturbadores, pero en las salas más pequeñas, el tiempo de reverberación suele ser t an corto que resulta inocua la absorción que anula los reflejos productores de eco. Las superfici es abovedadas. de forma cóncava, deben evitarse cuanto se pueda, o en todo caso hacer lo mayor posible los radios de curvatura (bóvedas planas), o también, al contrario. emplear radios de curvatura muy pequeños. La superficies curvas actúan como espejos convergentes y al concentrar las ondas sonoras producen distribuciones irregulares del grado de sonoridad en el local. En cambio, las superficies convexas hoy día se emplean ventajosamente en los estudios de las emisoras de radio y especialmente en los puntos próximos a la orquesta . Las llamadas superficies poli cilíndricas. de materiales duros, buenos reflectores, proporcionan mejor dispersión del sonido que las superficies planas; este detalle tiene mucha importancia para las emisiones de radio, porque con un solo micrófono pueden captarse bien los sonidos de todos los intrumentos de la orquesta, a pesar de la diferencia de distancias y de la diferencia de intensidades o potencias sonoras de los mismos. Es también muy importante Que la pared Que hay detrás del conferenciante o la pared de fondo del escenario en la sala de conciertos sea " dura" y " sonora". esto es, que refleje bien el sonido, con lo cual puede aprovecharse en la sala la totalidad de la energra sonora emitida y utilizable. Las medidas artificiales para dar al sonido una orientación favorable en dirección al auditorio son de variada índole. Pantallas reflectoras graduables situadas detrás y encima del escenario donde toca la orquesta y pantallas parabólicas en los púlpitos de las iglesias deben llenar precisamente aquella misión. De todos modos. nunca resulta innecesaria la presencia de cierta resonancia adecuada cuyo periodo no resulte excesivamente largo. En algunos casos no hay más remedio que recurrir a medios electroacústicos para mejorar la audibilidad de un local. Pero debe quedar claro que éste es un recurso de emergencia. Para un nivel alto de exigencia en cuanto a impresión auditiva en tea tros. locales de conciertos e iglesias, la audibilidad debería ser tal que no se hicieran necesarios los altavoces.
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Amortiguadores del sonido para tuberlas A través de chimeneas o pozos de ventilación y de los conductos de aire acondicionado pueden transmitirse tanto los ruidos propios que producen estas instalaciones, como los que les llegan al atravesar una habitación. A través de pozos de ventilación que son compartidos por dos o más viviendas puede empeorar de manera intolerable la amortiguación que existía en la pared medianera (por efecto de transmisión indirecta). Las transmisiones de un local a otro son posibles: 1) A través de las aberturas del pozo de ventilación, aunque dichas aberturas estén separadas por pisos. 2) A través de las paredes exteriores del propio pozo. 3) A través de las paredes interiores del mismo. Estos "caminos" pueden interferirse aprovechando los factores que influyen en la propagación, a saber: a) La amortiguación longitudinal que ofrece el mismo pozo, la cual es tanto mayor cuanto mayor sea la distancia entre aberturas y más poroso el revestimiento de las caras interiores. b) La sección horizontal del pozo y el tamaño de las abertura s; cuanto mayores sean estas superficies, mayor será la propagación. c) El espesor de los muros del pozo de ventilación; cuanto más espesor, menor es la propagación. También deben estudiarse, para el aislamiento sonoro en el interior de pozos de ventilación, la influencia de los cambios de dirección y hendiduras en sección. Para la construcción de pozos de ventilación y conductos que sigan las normas de mínimos en cuanto a protección acústica de viviendas, véase DIN 4109, hoja 3 , capítulo 3.
Sonido en los sólidos y trepidaciones Las vibraciones de frecuencia audible que se propagan por los cuerpos sólidos son designadas con la denominación de sonido en los sólidos. La propagación de las ondas en los elementos constructivos, que en su mayor parte tienen las formas de barras y de placas, se efectúa preferentemente como oscilaciones por flexión. Las vibraciones mecánicas de los elementos de obra. cuya fre:cuencia es inferior a 16 Hz, no producen ya sonidos audibles, dan más bien sensaciones táctiles o bien son apreciadas directamente por el cuerpo y reciben la denominación de trepidaCiones. Pueden provocar oscilaciones y aceleraciones que lleguen a comprometer la estabilidad de las obras. Cuando las trepidaciones son producidas por efecto de un proceso no lineal, como p. ej. un golpe o un choque, se originan simultáneamente frecuencias múltiples de la fundamental (armónicos) Que suelen caer en el campo de los sonidos audibles. Los elementos de obra Que tienen forma de grandes placas o superficies planas (paredes, techos o pisos) o las piezas de maquinaria (cubiertas o envolventes) irradian las vibraciones que a ellos llegan por vía sólida como si fuesen grandes membranas de altavoz y las convierten en sonidos de propagación aérea. Las fatigas producidas por las trepidaciones y por los sonidos suelen, pues, superponerse y coexistir. Se hacen sumamente desagradables cuando los elementos de obra son excitados en sus frecuencias de resonancia. Así, pues, la protección contra los sonidos en los sólidos y las trepidaciones debe perseguir como finalidad principal lograr reducir al mínimo posible la producción de vibraciones en máQuinas y aparatos, o bien los ruidos producidos por el trabajo y propagados por los sólidos, y cuando menos localizarlos lo más posible en su punto de producción. Es preciso, pues, impedir o dificultar la propagación y rad iación tanto de las trepidaciones como de los sonidos y frecuencia audible.
Los problemas de la protección contra el sonido en los sólidos y las trepidaciones a) Aislamiento entre calles y edificios. En este caso el aislamiento de las trepidaciones del tráfico con frecuencias inferiores a 16 Hz. es muy diffcil de lograr.
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Cuando el subsuelo no es de roca, puede obstaculizarse la expansión de ondas de superficie mediante una hendidura o zanja excavada hasta el nivel de los cimientos junto al edificio, o bien abierta entre la vra de tráfico y el edificio a proteger. La zanja debe protegerse de las filtraciones de agua y rellenarse únicamente con materiales muy blandos e imputrescibles tales como lana mineral, hojas de matenal plástico esponjoso. etc. En el caso más corriente se trata de impedir los efectos perturbadores para el edificio (o para un aparato delicado o una máquina que existe en su interior) que provienen de una fuente de vibraciones. Es lo que se denomina " aislamiento pasivo". Para ello hay que impedir el paso de las vibraciones elásticas por los sólidos incluso en la gama de bajas frecuencias. Así, hoy en día es cosa corriente que, en las emisoras de radio y en las cabinas de mediciones sonoras" los locales estén formados a modo de cajas autoportantes' interiores a los espacios estructurales y " suspendidas" sobre muelles de acero. Estos pueden ser barras longitudinales (de ballestas) o bien muelles helicoidales. b) Aislamiento pasivo de aparatos sensibles y máquinas de precisión. Una rectificadora de cilindros, por ejemplo. y muchas otras máquinas para los más delicados trabajos, asr como las balanzas de alta sensibilidad y, en determinados casos, las instalaciones de telecomunicación, necesitan para conseguir un grado de exacti tud aceptable en su funcionamiento quedar aisladas completamente de las trepidaciones del tráfico y de las vibraciones que otras máquinas más groseras puedan producir desde edificios vecinos. Para ello hay que disponer para cada máquina o conjunto de aparatos un bloque firme de cimentación apoyado m ediante algún tipo de suspensión blanda. e) Aislamiento de las perturbaciones vibratorias que se difunden por el suelo a partir de las cimentaciones de máquinas y martinetes, Es' lo que se denomina "a islamiento activo". El dispositivo a emplear es básicamente el mismo del aislamiento pasivo, es decir, se fija sólida mente el elemento excitador a una base de cimentación muy gruesa y ésta se apoya sobre algún tipo de suspensión blanda. d) Aislamiento activo de máquinas más ligeras y otras fuentes de vibraciones que descans~n sobre techos de un edificio o están en contacto inmediato con ellos. Lo fundamental en este caso es impedir la resonancia de un techo cuya frecuencia propia ha sido excitada. Aquí quedan descartados los cimientos gruesos a causa de la limitada resistencia a flexión del techo. A lo sumo puede tenderse un bastidor plano, más o menos relleno de hormigón según las posibilidades de resistencia estática (pilares). El aislamiento contra el ruido de pisadas, que pertenece también a este tipo de vibraciones elásticas, se ha tratado ya en otro apartado. Más indicaciones en DIN 4150.
netes de caída libre, aire comprimido o vapor, máquinas de oficina , multicopistas, etc.
Bases de la protección contra el sonido en los sólidos Con el desequilibrio de máquinas rotatorias, así como con las aceleraciones y deceleraciones de los movimientos alternativos y, sobre todo, en ocasión de solicitaciones al choque se desarrollan esfuerzos que se transmiten a los apoyos y cimentaciones de ta~es máquinas. A veces también, algunas piezas de estas máquinas tienen tendencia a vibrar por resonancia cuando el número de revoluciones alcanza determinada frecuencia , y como consecuencia se producen golpes y choques de gran intensidad . Para una misma fuerza , estos golpes son tanto más reducidos cua nto mayor es la masa de la máquina. Se recomienda encarecidamente fijar el zócalo o basamento de la máquina en un bloque de cimentación lo mayor posible, de manera bien firme . Con objeto de evitar, en cuanto se pueda , la transmisión de esfuerzos a la subestructura o terreno de base es necesario descansar la máquina junto con su bloque de cimentación sobre una capa elástica. En esta forma se origina una estructura oscilante dotada de una elevada frecuencia propia
f. = - 1 .
2",
Ve
m
[Hz]
o bien f.
= S • V~ [Hz1
siendo c una constante elástica en kg/cm, m la masa , o sea el valor G/981 en kg seg'lcm y G el peso en kg. Para el caso de resortes o muelles de acero puede ponerse tam bién 5 donde A I es el aplastamiento del resorte en cm.
r" y'Al
Si en lugar de resortes separados hay una capa continua para el aislamiento contra el sonido en los sólidos, se introduci rá su módulo de elasticidad E (en kg/cm') y, a su vez, la masa m se sustituirá por la carga" por unidad de superfice (kg/cm') . En tal caso. la deformación de los resortes dará [¡ I " E=T=Y
donde .11 = deformación total en cm y I = altu ra primitiva en cm de la capa ai slante. Así, p. ej., para una compresión del 10%, es decir para E = O,, , la carga por unidad de superficie será sólo del 10% del módulo de elasticidad. La frecuencia propia será entonces
~
fo=5.v' trHz En lugar del módulo estático de elasticidad E. que es el que sirve para el cálculo de la deformación bajo la acción de la carga. es necesa rio utilizar aquí, donde la solicitación es de tipo vibratorio, el módulo dinámico E. Según indica la siguiente tabla , puede llegar a ser, en la goma, hasta el doble del módulo estático de elasticidad, y en el corcho hasta 5 a 20 veces, lo que equivale a decir que estas materias, cuando se trata de movimientos alternati vos rápidos son mucho más duras, es decir menos flexibles, que bajo la acción de ca rgas en reposo.
Campo de empleo del aislamiento contra el sonido en los sólidos Pavimento flotante sobre techos macizos. Placas de fibra mineral interpuestas, en techos con vigas de madera , por debajo del pavimento. Capa blanda interpuesta entre un pavimento de madera y el techo macizo. Revestimientos en las paredes y techos de un edificio con estructura autoportante. Elementos de unión de las paredes dobles de efecto nulo en cuanto a transmisión. Capas blandas interpuestas entre la capa interior y la exterior en aquellos recintos cuyos elementos planos de separación son dobles (emisoras). Cimentaciones y apoyos para máquinas-herramientas o maquinaria como: hilaturas y telares, rotativas de imprenta, estampadoras, prensas, centrales telefónicas, tableros de control, bastidores de selectores, motores, compresores, ventiladores, marti-
Aplicación de técnicas acústicas en la construcción Al contra ri o de lo que ocurre con el aislamiento térmico, el aislam iento sonoro no se puede calcu lar inmediatamente a partir de las constantes que son características de cada material. Como ya se ha visto, el paso del sonido a través de techos y paredes sólo puede impedirse usando materiales densos y pesa dos, pero en cambio, los materiales "aislantes" del calo r, ligeros y porosos, resultan eficaces también como absorbentes acústicos al utiliza rlos como revestimientos o capas interpuestas. Al objeto de que los técnicos puedan formar juicio de las condiciones acústicas de una construcción se ha llevado a cabo un traba jo considerable para estudiar sistemáticamente los tipos más importantes de techos y paredes, y como resultado de este estudio se dan a conocer, en condiciones de ser aplicados prácticamente, los sistemas que proporcionan, en alg unos de aquellos
97 Sch m itl - 7
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tipos, un aislamiento eficaz. En la norma 4109 se encuentran estos ejemplos. Las instrucciones que siguen deben conducir a la aplicación práctica de los conocimientos sobre protección acústica, que se han explicado antes, a todas las partes del edificio esencialmente implicadas en ella. Y al mismo tiempo dar un criterio para juzgar la eficacia de una construcción en cuanto respecta a sus condiciones técnico-acústicas.
Condiciones mlnimas para una protección acústica suficiente En la tabla 1 de la hoja 2 de la norma DIN 4109 (véase pág. 99) se especifican los datos mfnimos de protección acústica para paredes y techos de separación entre locales. Comprenden éstos los relativos a viviendas, viviendas con diversos usos, hoteles, hospitales y escuelas. Como estos datos corresponden a condiciones mínimas pero no siempre satisfactorias, se dan, junto a los valores incondicionales de tolerancia, otros más adecuados para una protección acústica " mejorada" que se recomienda sean tenidos en cuenta. La protección contra el sonido aéreo y el ruido de pisadas viene caracterizada por los valores remanentes de amortiguación respectivos (véanse pág. 83 , 84 Y 86). . Para el ruido de pisadas se dan dos valores que dependen del momento en que se efectúa la comprobación, a fin de tener en cuenta un eventual " envejecimiento" del material aislante con el uso prolongado. Asimismo se ha consultado con expertos para establecer las distintas condiciones que deben presidir el aislamiento contra el sonido aéreo entre locales " silenciosos" o "ruidosos" en hoteles (GPSA ;;, 10 dB) Y en viviendas que limitan con industrias o bares. En todos estos casos no s610 hay que conseguir una mejora de la protección acústica en el elemento de separación, sino también una disminución paralela de las transmisiones indirectas (propagación longitudinal o lateral del sonido). Las instalaciones para servicios colectivos como ascensores, trituradores de basura y conducciones de agua no deben proporcionar ruidos a las habitaciones anejas superiores a 30 Iones, según la norma DIN 5045 o bien : 40 fones, tolerables excepcionalmente cuando se trata de instalaciones funcionando durante el día (de 7 a 22 horas). Las indicaciones (o condiciones) de la norma DIN 4109 son válidas solamente para el aislamiento acústico entre locales dentro del mismo edificio; no tienen, por consiguiente, nada que ver con protección contra ruidos exteriores. Para éstos no existen todavía prescripciones DIN . Sin embargo, se citan como orientación los valores que ofrece la Instrucción VOl 2058 !ingenieros alemanes) según las cuales las intensidades de los ruidos producidos por las industrias, medidas junto a las ventanas de la vivienda más próxima, no deben exceder de :
diurnos nocturnos en zonas industriales 65 Iones 50 Iones en zonas con predominancia de vivienda 60 Iones 45 Iones en zonas residenciales 50 Iones 35 Iones
Comprobación de que existe suficiente protección acústica La comprobación de que los elementos empleados ofrecen la protección acústica según la norma DIN 4109, hoja 2 , puede realizarse por tres caminos:
Sin mediciones acústicas en el edificio Los sistemas constructivos que muestra la naja 3 de la norma DIN 4109 se considera que son suficientes para conseguir el debido aislamiento acústico. No es necesaria otra comprobación.
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Mediante prueba de aptitud Se puede comprobar si existe suficiente protección acústica en un edificio realizando ensayos en determinados lugares del mismo, oficialmente admitidos como " lugares clave". Por lo que respecta al ruido de pisadas, tales ensayos deben proporcionar un grado de protección contra el ruido de pisadas + 5 dB por encima de los valores de la columna C2 de la tabla 1 de la hoja 2 de la norma DIN 4109. Esta cilra de aumento es el margen de seguridad que permite garantizar que el techo seguirá ofreciendo el valor mínimo de la tabla tras un uso prolongado en el tiempo. Los revestimientos para techos sometidos a ensayo de calidad deben proporcionar los siguientes "grados de mejora" mínimos según el grupo a que pertenece el techo en bruto : para techos macizos del grupo 1, 24 dB ; para techos macizos del grupo 11 , 19 dB. En los techos del grupo 1, el revestimiento debe, al mismo tiempo, amortiguar suficientemente el sonido aéreo. El resultado de un ensayo tiene validez solamente durante 3 años, a menos que durante este período se hayan verificado con éxito un mínimo de tres ensayos comprobatorios.
Mediante prueba de eficacia Una vez terminado el edificio se puede conocer mediante una prueba de eficacia si hay suficiente protección acústica cualquiera que sea el sistema constructivo empleado, aunque no esté comprendido entre los citados en la norma DIN 4109 (hoja 3) ni se haya sometido a una prueba de aptitud. Consideraciones précticas Como se desprende de la hoja 2 de la norma DIN 4109, se hacen necesarios para formarse un juicio de la protección acústica existente en techos, paredes, pozos de ventilación y conductos, una serie de datos previos: Clase y peso específico del material constructivo (a determinar mediante las correspondientes tablas) . Dimensiones de las superficies planas y juntas entre ellas. Peso/ unidad de superficie de cada capa en los techos y paredes de una o varias capas. Si el sistema empleado corresponde a uno de los ejemplos de la hoja 3 de la norma, estos datos son de obtención inmediata; si no es así, hay que seguir las indicaciones del párrafo anterior para su determinación.
Paredes y techos con amortiguación acústica Para la eliminación del sonido debe darse prioridad a las medidas de amortiguación frente al empleo de absorbentes. 'Es más eficaz evitar que un ruido entre una habitación haciendo que las paredes estén acondicionadas debidamente para la amortiguación, que buscar la disminución del nivel sonoro empleando revestimientos absorbentes en el techo y paredes. En el apartado " amortiguación del sonido aéreo" para paredes sencillas hemos señalado, para una pared de 15 kg/m 2 de peso/ unidad superficie, un valor de la amortiguación del sonido aéreo, en promedio, de 25 dB, mientras que utilizando sistemas basados en la absorción se consigue una disminución del nivel sonoro de 5 a 10 dB solamente; además, según las circunstancias, para este segundo proceso el gasto a realizar es sustancialmente mayor, sobre todo tratándose de revestimientos de grandes superficies. No obstante, hay que tener en cuenta las distintas exigencias funcionales, ya que los revestimientos absorbentes actúan eficazmente reduciendo el ruido de las fuentes sonoras existentes en el propio local y no situadas en la proximidad inmediata del observador; tal es el caso de varias máquinas ruidosas situadas en una nave fabril donde no hay posibilidad de " envolverlas" con paredes amortiguantes porque hay que trabajar permanentemente con ellas, observarlas o controlarlas manualmente. Pero cuando se trata de que los ruidos no salgan de un local o no entren en el mismo -o cuando hay posibilidad de "encerrar" las fuentes de sonido porque no es necesario atenderlas constantemente- son convenientes las paredes y techos amortiguantes. Las indicaciones de la norma DIN 4109 se refieren a la protección acústica en el interior de los edificios, medianeras, techos y
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Tabla 1.
Requisitos mini mas para la protecci6n contra el sonido aérea y el ruido de pisadas en forjados y paredes, y propuestas para una protecci6n acústica aumentada en locales de reposo
Columas
a
c,
b
c.
Requ isitos mln imos 1) Grodo d. Grado protecci6n C. ruido protección e pisado.s G.P.R.P. en dB anido aér. Al terminar Al cabo d. G .P.S .A. la obro 1) 1 años en da
Elementos constructivos planos
LIneas
I
1.1
-
d
e,
e.
Propuesto. de moyor protección o.cú,tico para local .. d. reposo G ,PJll.P. en dB G.P.S.A. en da
Al terminar 1 Al cabo d. 1" obra 1) 2 años
Edificios de varias plantas con locales de reposo (viviendas o lugares de trabajo)
-
-
1
Forjados po r debajo de desvanes inhabitables
2
Forjados por deba jo de desvanes útiles (p. ej . tendederos, lavaderos, buhardillas, etc.)
O
3
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;;;:3
;;;:13
;;;:10
Forjad os de separación entre viviendas' )
O
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Forjados que cubren sótanos, pasajes, cajas de escalera , etc., y forman el suelo de salas de reposo
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Forjados sobre accesos públicos, rampas de entrada en garajes etc., y forman el suelo de salas de reposo
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5
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Forjados por debajo de terrazas y galerlas, que cubren solas de reposo
6
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Forjados por debajo de pasillos coledivos en gen era l
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8
Forjados en viviendas de dos niveles (Duplex)
9
Paredes de separaci6n entre viviendas l ) y paredes entre locales de trabajo distintos
O
Paredes de coja de escalera y de corredores de acceso
O
Paredes que limitan pasajes y ramas de acceso a garajes y otras
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1.2 Viv ie ndas unifamiliares7 )
12
Forjados de piso en casas alineadas y pareadas
13
Forjados d. piso en casas exentas
14
Paredes mediane ras entre casas alineados o pareadas
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-
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Paredes")
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1.3 Bares, cines, talleres, etc. que limiten con viviendas o lugares de trabajo distintos 20') Forjados de piso 10") 20') 15 16
;;;:0
>10")
>20')
>20')
-
> 10")
1.4 Hoteles y similares, hospitales 17
Forjados de piso entre locales «silenciosos» (dormitorios, salas de enfermos) y locales« ru idosos » (cocinas, comedores)
10")
18
Paredes correspondientes a la Hnea anterior
10")
19
Forjados de piso que separan dos locales «silenciosos »
20
Paredes correspondientes a Hnea anterior
O
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I
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1.5 Escuelas") 21
Forjados de piso entre aulas y entre aulas y pasillos
3
Paredes entre aules
3
13
10
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22
23
Paredes entre aulas y pasillos o cajas de escalera
O
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-
-
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paredes, pasos interiores y entradas de garajes colectivos; pero en las paredes exteriores (fachadas). cuya amortiguación sonora es función de la superficie de sus aberturas, para la protección acústica de ellas se fijan condiciones según la cuantía del nivel sonoro exterior y del nivel máximo tolerable que, por su causa , puede alcanzar el sonido en el interior del edificio. Por este motivo, siempre que se trate de construir escuelas, hospitales, teatros O estudios radiofónicos, etc. en un área donde abundan los ruidos. se necesita la oportuna colaboración de un técnico en acústica . Paredes d e una so la capa En la reproducción de la hoja 3 de la norma DIN 4109 se dan, al final del capítulo, los espesores mínimos de las paredes de una capa y a la vez la influencia del peso en los elementos de separación en general. Sólo se alcanza un grado de prot ección contra el sonido aéreo ~ O dB , sin exigencia de tomar medidas especiales en los techos y paredes contiguos. con las paredes de peso superior a los 400 kg/m 2 . Las paredes cuyo peso esté entre 350 Y 400 kg/m 2 necesitan que los elementos planos contiguos tengan un peso mínimo de 250 kg/m 2 para evitar una pérdida de amortiguación causada por la transmisión indirecta.
Cuando se deje una cara de la pared sin revocar hay que prestar atención a las juntas. Un revoque por una cara de 1,5 cm de espesor, por ejemplo. es insuficiente porque la energía sonora puede penetrar por las juntas y poros del material. Tambíén hay que vigilar la aparición de grietas -incluso en paredes no portantes- en la junta de entrega con el techo, ya sean causadas por retracción de fraguado o asentamiento. porque una rendija continua , aunque sólo sea de 0,5 m de longit ud por 0 ,5 Ó 1 mm de anchura . repercute en una disminución de varios dB en la capacidad amortiguadora.
GRADO DE PROT ECCiÓN CO N TRA EL SONIDO A(REO D E ELE MENTOS PLANOS DE UNA SOLA CAPA, SEG ÚN SU PESO POR m I FIG . 290
I
/
1
V ". ..... i-"
V
V
3 4 5
7 10
20 :ll 4050 70 100
CausGS de su propagación
Medidas para evitarlos
Percepción de la palabra hablada , ca nto, radio. en local es contiguos
T ransmisión del sonido aéreo a través d. paredes y pisos osi como propagación indirecta a lo la rgo de can a les de aire acondicionado, chimeneas, etc.
Mejorar la amortiguación del .elemento plano de separ ación. Eficacia siempre limitada por la existencia de propagaciones indirectas
Percepción del sonido de un piano
Propagación del sonido aéreo, unida muchGS veces a tra nsmisión de o ndas de sólidos o cargo del for jado de piso
Igual que la anterior añad iendo mejora del piso para a mortiguar el ruido de pisadas, o mljl.teriales blandos debajo de los apoyos del piano. Tampoco ptoede lograrse gran eficacia debido a las propagac iones indirectas
Ruido de pasos, Objetos q ue caen, crujidos de a r ma rios o comas, ruidos 0.1 a tiza r una estufa, etc.
Propagación del ruido de pisadas como CGSO tl pico de ondas de sólidos o de flexión del piso
Meiorar el G. P.R.P. (grado de protección contra el ruido de pisadas) p. ej. mediante un pavimento flotante en el suelo de la parte superior. Una eliminación substancial de estos r uidos sólo puede o~ te1terse con forjados que ya presenten buenas cualidades acústicos a ntes de los acabados
Chasquidos de interruptores, ruidos de desconectad ores autamóticos (neveras), puertas que se cierran, poleGS del ascensor, etc.
Transmisiones por ondas de sólidos que recorren la estructura y alcan l an a las paredes del local
..
Ruidos de grifos, descar gas de a gu a e n W .c., r umor del gGS en calefacci6n, etc.
Vibraciones producidas en el seno de las cañerlas y transmitidas a través de los sólidos
lavado de "ajilla y otros ruid os propios de la cocina
Propagaciones de ondas de sólidos a lo largo de paredes y forjados de piso
Mejorar la amortiguación del pavimento de la cocino contra el r uido de pisadas. Separar la fr egadero de la pared med iante un. capa blanda
Ruidos procedentes del exterior, (P. ej. del tr áfico)
Propagación del sonido aéreo a travé de los ventanas
Mejorar la amor!iguación sonora de las ventanas, ajuste de sus marcos etc.
Ruido producido en el mismo local dond se encuentr a el obser vador, percibid o con excesiva intensidad.
Excesiva reverberación dentro del local (causada por escaso absorción)
Revestir lo. superficies mol. convenientes con materiales a bsorbentes, tanto en paredes como en el techo
..
,
Preca uciones o aplicar en los pro pios lug a res en que producen los ruidos (P. ej . interruptores sil enciosos, cintas de gOl"'la en l•• puertas. elc.). Lo. r uidos se percibirán tanto mós intensamente cuanto menos pesa l. pared
Conducciones silenciosas, con poca presión (pr evención al « golpe de a r iete» ) manguitos amor' tiguantes en empalmes y tr amos crlticos. DistribuciÓn adecuada en proyecto
200 X040050Q
Peso por unidad de superficie del elemento plano
Existe un gran número de mamparas y paredes ligeras utilizadas en viviendas e industrias, las cuales están desprovistas de condiciones de protección acústica, o bien las presentan en menor grado que los tabiques, Las más ligeras entre ellas están compuestas por placas de horm igón o yeso poroso que en la mayoría de los casos se fijan en la obra tan sólo mediante un sistema de ranura y lengüeta (machihembrado). Como son prefabricadas no necesitan revoque ; basta un enlucido liso. Estas paredes tienen un peso específico aproximado de 500 kg/m 3 y su peso/ unidad de superficie es sólo de 25 a 60 kg/m 2 , pero además presentan una rigidez extraordinaria a la flexión, todo lo cual hace de ellas unas " m embranas" muy adecuadas para vibrar por el "efecto de acomodación" (véase pág, 85), disminuyendo la amortig uación acústica de manera tan considerable, que sólo son apropiadas en lugares en que es suficiente un grado de protecció n sonora de 25 d B, Tampoco las paredes aisladas, de 5 a 10 cm de espesor, revocadas por las dos caras, a base de tableros aglomerados de lana de madera , corcho O espuma sólida permiten una utilización prácti-
100
Clases de ruido
V
V 2
RUIDOS PERTUR BADORES MÁS COMUNES EN LOS EDIFICIOS DE VIVIENDAS, CAUSAS DE SU PROPAGACiÓN Y MEDIDAS PARA EVITARLOS
Cuadro procedente del n.O 75 de la publicación de la sociedad investigadora "Bauen und Wohnen" (FBW). sus autores son Gósele!Schule, articulo "Sonido. color V humedades - Fundamentos, experiencias e instrucciones básicas para la edifi cación".
ca de las propiedades de flexibilidad y blandura de estos materiales. De hecho, estas paredes de dos capas deben asimilarse a las de una capa porque las láminas que las componen están fuertemente unidas y sus rigideces se diferencian muy poco, pero se produce en ellas una respuesta acústica sem ejante a la de las pa redes dobles, cuyo papel juegan aquí las capas de revoque exterior y el ánima ríg ida interpuesta, que perm ite el paso de las frecuencias medias que son, como es sabido, las más importantes. Por el mismo motivo ta mpoco es admisible en técnica acústica embeber en una pared las placas de aislante térmico, incorporarlas al encofrado - o, en los techos. colocarlas encima
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GRADO DE PROTECCiÓN CONTRA El SON IDO A~REO EN LAS PAREDES DE UNA SOLA CAPA DE SEPARACiÓN ENTRE VIVIENDAS. REVOCADAS POR AMBAS CARAS Peso por Tipo de pared y espesor de la m ismo (con revoque por Qmbcu carClS)
unidad de
superficie
kg / m'
14 cm Bloques de arenisca Celliza
Grado de pr!> tecdón contra el sonido aéreo según DIN 1109 dB
510
4
21 cm ladrillo macizo
460
3
21 cm Ladrillo hueco
350
1
24 cm Bloques huecos d. hormigón de coscote
330
-1
400
4
280
350 370
-3 O 1
piedra pómez
340
O
15 cm
Hormigón vertido de COJcote
400
1
12 cm
Hormigón macizo
(pied ra artificial)
204 cm Bloques huecos de hormigón d. cascote, huecos rellenos con arena 2<4 cm
H cm
Bloques hueco. hormigón pómez Id . con huecos rellenos de areno. Id . con huecos rellenos de mortero Bloque macizo de hormigón 'de
330
O
12,5 cm Hormigón mocizo con ploCQS de yeso de 1.5 cm embebidas por ombClS (aras
360
2
20 cm Hormigón poroso (peso espedfico 800 k. /m')
220
-5
440
1
Paredes de dos capas Las paredes dobles construidas correctamente según las indicaciones acústicas ofrecen una amortiguación sonora satisfactoria con menor peso y muchas veces incluso menor espesor que las paredes simples de igual coste. Como las paredes dobles presentan en la resonancia una disminución relat iva de la amortiguación, comparadas con las paredes simples de igual peso, hay que darles unas dimensiones tales que la frecuencia de resonancia quede por debajo de los 100 Hz. Para paredes dobles se usa la fórmula sencilla , en el caso de dos capas iguales: a ~ 100 9 y para paredes dobles con una capa gruesa y otra ligera :
2. cm « Durisol » (bloques huecos de viruta a.glomera.da con cemento; relleno de hormigón)
En la construcción de vagones se utilizan para las paredes laterales y el suelo porque permiten interponer materiales aislantes, tanto acústicos como térmicos, entre los perfiles portantes. También en la construcción de buques se consiguen notables ventajas acústicas empleando estas placas '·emparedadas". La s paredes dobles de este material resultan demasiado caras. Pero en el caso de que haya que practicar una cavidad en una pared gruesa (para una caja de empa lmes de corriente eléctrica, teléfono o aparatos, etc ..1 se recomienda recubrir el fondo del nicho con una de estas placas emparedadas de tan alto grado de amortiguación acústica ; dichas placa s no deben romperse en ningún punto; todas las conducciones saldrán por lo tanto, por el :ado de utilización del aparato o del interior de la pared.
Sacado de la publicación de la sociedad de investigaciones ·· Bauen und Wohnen·· (FBW). n.O 75.
en las que a es la distancia entre capas, en cm y g es el peso/ unidad de superficie de una de ellas. A continuación se dan, reunidas, todas las reglas que deben presidir la construcción de paredes dobles con acondicionamiento acústico:
ESPESORES MENOS CONVENIENTES DE LOS MATERIALES El
50 a> -- 9
señala la zona de las placas rlgidas y delg adas
:i!
GRADOS DE PROTECCION CONTRA El SONIDO A~REO y GRADOS MEDIOS DE AMORTIGUACiÓN PARA DIVERSAS PAREDES DE UNA SOLA CAPA (Po.redes con revoque por ambas carClJ)
Tipo de pared
PlacClJ de hormigón de drido ligero 6 cm Bloques de hormigón de 6rido ligero 1',S cm
Espesores
cm
A causa del «efecto de acomodación o acompasam iento)) la amortiguación acú stica resulta inferior a lo que cabria esperar seg ún el peso del elemento para las fr ecuencias inTeriores a la limite (aqul situada en el centro de la gama básica de protecció n acústica).
del encofrado- y utilizar techos huecos o macizos de dichos materiales aislantes, caso que hayan de revocarse posteriormente las caras interiores del local. Las placas " emparedadas" pueden utilizarse como pared de compar:timentación allí donde se requieran elementos de separación extremadamente delgados. Normalmente están compuestas por dos planchas metálicas fuertemente adheridas en toda su superficie a una lámina de PVC (cloruro de polivinilo) y presentan un espesor de pocos milímetros. Estas placas se utilizan en tolvas de carga , cana les de transporte y caperuzas acústicas de máquinas, porque no pueden vibrar y, como todas las oscilaciones propias quedar. interrumpidas, las excitaciones que avanzan hacia dentro desde los bordes no ocasionan radiación sonora alguna.
Placos de yeso de B cm con adición de tableros de viruta d. madera Placas de yeso macizo (si n revoque) 10 cm Placas porosClJ de yeso 6 cm
Peso por Grado de unidad de amortiguasuperficie ción medio k. / m'
dB
tirado de protección contra el sonido aéreo dB
110
35
-16
140
42
-7
70
31
-17
105
36
-14
36
29
-24
PlacClJ porosas de yeso 10 cm
62
34
-17
PlocClJ de hormigón poroso 7,S cm
SS
36
-15
Placas de hormigón poroso 10 cm
150
41
-9 -6
Placas de hormigón poroso 1S cm
180
Bloques ligeros de hormigón calizo lO cm
220
« «
Ladrillo hueco 7,1 cm
145
41
-9
ladrillo hueco 11,5
200
«
-5
Ladrillo macizo ",S cm
270
46
-3
Tableros de viruta de madero con revoq ue S cm
50
35
-15
Bloques de vidrio huecos (segú n formato) (sin revoque) B cm
70-80
37-42
-12 a -6
-5
Sacado de la publicación de la sociedad de investigaciones ··Bauen und Wohnen·· (FBW). n.o 75.
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101
PAREDES MACIZAS CON UNA CAPA ANTEPUESTA
AMORTIGUACiÓN DEL SONIDO A(REO EN PAREDES DOBLES FORMADAS POR CAPAS IGUALES Espeso
Tipo de pared
de la pared
cm
Peso Grado Grado po, media d. pro-lección unidad de de su- amorti- contra perlicie guaciór I sonido sonoro. aéreo, G .P.S.A. kg / m % dB dB
DOS CAPAS FLEXIBLES FORMADAS POR :
Placas de cartón-yeso de 1,25 cm, sujetas Q sendos entramados de lislones ; capas separado.s y cnmara rellena de estera.s de lano. mineral
19,5
Placas de fibrocemenlo de 0.6 cm sujetas Q entramados de listones ; có-
18
30
48
O
Ploces de viruta d. m':lderCl aglomerada de 2.,5 cm d. esp., con revoque por su cara exterior. sujeto.s Q dos entramados de listones cuyos montanles estón alternados ; c6.mafa. de aire vado.
16
70
52
3
Placas d. cañizo. 1 cm de esp ..eon revoque por su cara exterior. lujeias ca dos .ntrQmQ~OI d. lilton_ sin enlo.c.e
26
35
48
O
Compo.ición de la pared múltiple
Capa antepuesta
Relleno amortiguante
Placas de yeso macizo 6 cm
Tablero, de viruta, aglomerada; capa 5 cm autosuslentada. con revoque por cara exterior
Estera' de fibra mineral; 2 cm de separación
Hormig ón de piedra pómez, 6 cm, en placas. Revoque por la cara exterior
Tablero. de viruta aglomerada. Capa de 5 cm, auto-sustentada, con revoque por cara exterior
Estera mineral o cartón ondulado suelto ; 1 cm de separación
ladrillo hueco 8 cm
Tableros de viruta aglomerada. Capa de 5 cm autosustentada, con revoque por cara exterior Tableros de viruta agiomerada. Capa de 5 cm autosustentada, con revoque por cara exterior
Pared maciza
mara rellena. de lanCl mineral suelta
70
52
2
alguno -ent,.. .lIos. Cámara G.ire voc.ia Dos tabiques separados de placas . li. geras de viruta de madera aglomerada, unida. con mortero y revoca· da. por .u. caras exteriores. Cámara de 1 cm de anchura nena con hojas de cartón ondulado o esteras de fibra mineral
14
85
51
3
DOS CAPAS RIGIDAS FORMADAS POR:
Placas de hormigón de piedra pómez de&cmde e.p., revocadas por la porte exterior; en có.mara de a ire (5 cm). esteras de fibra mineral
20
150
48
-2
Placas macizas de yeso. de & cm de e.pesor; en la có.mara de aire (3 cm). placas de lana mineral
15
108
46
--4
Tabique. d. hormigón poroso. de 7 cm de e.pesor. revocadas por .u. caras exteriore•. En la có.mara de a ire (5 cm). lana mineral .uella
2J
120
45
-5
Paredes de placas macizas de yeoo y placa. de ye.o poroso con e.pesore. totales de 10 cm y 5 cm re.pedivamente ; en có.mara de aire (3 ,& cm), e.t.ras de lana mineral
19,2
150
47
-2
Tabique. de lad rillo mo.cizo, de &.5 cm cada uno. con revoque exterior. CIimara de a ire (5 cm) vado.
20
275
48
-2
Sacado de la publicación de la sociedad de invest igaciones ··Sauen und Wohnen'· (FSW l. n.o 75 .
1. Utilización de láminas lo más delgadas. flexibles y pesadas posible como capas. 2 . Máxima separación entre capas. 3. La armazón debe ser tal que los " puentes sonoros" sean los mínimos posibles. 4 . El material flexible exige en caso de una sujeción rígida una distancia entre montantes del bastidor ~ 50 cm y una superficJe de apoyo a los mismos S 5 cm de ancho, 5, Relleno del espacio hueco con materias absorbentes para subsanar las deficiencias de amortiguación frente a ondas estacionarias de alta frecuencia. 6. Una ejecución meticulosa en evitación de irregularidades en los bordes entre paredes y entre paredes y techos. 7. No apoya r una pared amortiguadora encima de un pavimento flotante ni entregarla contra una placa ligera (por ej.: las que recubren conductos de instalaciones). Para fa cilitar el despiece del pavimento en las habitaciones grandes de las casas de nu eva construcción, sin provocar humedades debidas al mortero del embaldosado en pequeñas piezas y al encementado inferior, se han es.tudiado sistema " secó s" que perm iten - prescindiendo de la capa de mortero- una aplicación del emplaste en toda la superficie con un máximo de 3 mm de espesor, y una capa igualadora . Las paredes medianeras deben constar siempre de dos capas gruesas, sobre todo entre casas plurifamiliares. Su peso/ unidad de superficie debe ser en casas de pisos ~ 200 kg/m 2 yen casas
102
ladrillo de huecos verticales 11,5 cm
14,8
100
50
14,5
135
50
Fieltro de fibra mineral arrollable. 2 cm de ,eparación
17
150
52
Fieltro de fibra mineral arrollable. 2 cm de separación
20,5
210
17
100
50
16,5
100
49
Placas maciza, de yeso 8 cm
Placas de cartón-yeso de 1 cm, sujetas a entramado de listones
Esteras de fibra mineral. 8 cm de separación
Placas de hormigón de piedra pómez 6 cm, con revoque por:: cara exterior
Placas de cartón-yeso de 1 cm, sujeta, a entramado de listones
Esteras de fibra mineral. 8 cm de separación
Muro de ladrillo macizo de 21 cm, con revoque por ambaS' caras
Placa, de cartón·yeso de ; cm, sujetas a entramado de listones
Esteras de fibra mineral. 8 cm de separación
Tabicón de ladrillo hueco de 7,1 cm. con revoque por cara exterior Tabicón de ladrillo hUeco de 7,1 cm , con revoque por cara exte,.ior'
cm
Placas de fibra mineral, de 3 cm recibidas con yeso sobre el tabicón y encima revoque de 1.5 cm
Placa' de cartón.yeso de 1,25 cm que recubren placas de fibra mineral, de 3 cm recibidas con yeso directamente sobre el tabicón
2
5
O
5
490
13
150
51
15
135
51
2
2
Sacado de la publicación de la sociedad de investigaciones ··Bauen und W ohnen·· (FSW), n.O 75 .
unifamiliares ~ kg/m 2 ; en ambos casos el espesor mínimo debe ser 10 cm. La rendija vertical de separación, cuando la fachada contigua pesa menos de 250 kg/m'. debe continuar por ésta en forma de junta de separación y llegar hasta la cimentación. Entre salas de fonometría , escenarios y locales de ensayo para orquestas en un teatro, así como en estudios radiofónicos y emi. soras, las paredes irán acondicionadas con un grado de protección contra el sonido aéreo >+ 1 O dB , superior al de las paredes de separación entre viviendas. En muchos casos habrá Que combatir las transmisiones indirectas rodeando completamente un
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local con paredes dobles. Asimismo, para impedir la propagación de ondas elásticas desde los bordes hacia dentro. pueden rellenarse las cámaras intermedias con bandas flexibles de material amortiguante o planchas amortiguadoras longitudinales. Para asegurar la sujección de las paredes amortiguantes a las portantes, puede rea lizarse mediante elementos de unión formados por ladrillos de corcho o materiales elásticos. Capas de recubrimiento para paredes En las paredes cuyo peso/ unidad de supo sea alrededor de 100 kg/m' puede alcanzarse un G.P.S.A. :" , O mediante recubrimientos con placas flexibles de diversos tipos. Para cerciorarse de la eficacia de esta medida en los sistemas constructivos ligeros, hay que proceder previamente a determinar en qué medida alcanza al recinto el sonido propagado por ondas elásticas excitadas a lo largo de las paredes laterales Itransmisión longitudinal) las capas de recubrimiento; especialmente si se aplican " en seco" (sin mortero) son apropiadas, sobre todo para el mejoramiento "a posterit?ri de las condiciones acústicas de las paredes que presentan una amortiguación insuficiente, una vez resueltas las " condiciones" de las juntas o bordes. Doblando el espesor -y por tanto el peso- de una pared maciza se aumenta el coefi ciente de amortiguación de la misma en unos 5 dB , en cambio con una "capa de recubrimiento bien ejecutada se logran, por lo menos. de 8 a 15 dB. En el dimensionado y proyectado de las capas de recubrimiento es fundamental que la distancia mínima entre elementos de fijación no sea inferior a unas cotas prefijadas. según la elasticidad y dureza del material. regla ésta que también debe tenerse presente en la ejecución de cielos rasos. Por lo demás. son válidas para estas capas de recubrimiento todas las reglas enunciadas anteriormente para las paredes de dos capas. Todavia subsiste la creencia de que aplacando directamente una pared con láminas porosas, absorbentes del sonido. puede mejorarse la amortiguación sonora de aquélla. Estos materiales no tienen efecto alguno sobre las cualidades amortiguadoras de la pared. Tan sólo acortan el tiempo de reverberación y con ello disminuyen apreciablemente el nivel sonoro en el interior del local , como consecuencia de su poder absorbente. Para lograr una mayor desvinculación dinámica entre la pared y la capa antepuesta, los cabios de sostén van atornillados a unos tacos de goma, emparedados entre angulares, que rodean el tornillo o gancho metálico que se empotra en la pared. Todo el peso de la capa antepuesta gravita Iqueda suspendidoi sobre estos tacos de goma. Como suplemento pueden calzarse los ca bias de sostén con una placa de corcho de 2 cm de espesor. En la figura puede verse el sistema " Brevunda BP" en el cual se proporciona una calÍ'dad amortiguante adicional al material de la placa mediante unas tiras o bandas de hormigÓll . adheridas a la mlsl"!'a por la parte de dentro. que aumentan su peso sin pérdida alguna en su flexibilidad.
CAPA ACÚSTICA ANTEPUESTA « 8REVUNDA» CON ANGULARES DE FIJACiÓN SEPARADOS POR TACOS DE GOMA
L
Oistanda mfnima enfr"e listones de sustentación _ _ __ -j._ 0.50 m
Placa « Brevunda» (cartón-yeso, fibra dura o tablero contrachapeado de madera, 8-18 mm, con tiras de hormigón pegadas en su cora oculta)
Fieltro 'de fibra mineral
Mamparas de compartimentación En los edificios para oficinas se utilizan con frecuencia , en la actualidad, locales grandes en los que la renovación del aire no puede hacerse mediante ventanas a causa de la formación de corrientes molestas: estos locales funcionan con aire acondicionado. La principal medida de acondicionamiento acústico consiste en dotar a estos espacios da un techo fuertemente absorbente. También puede lograrse mediante un suelo blando Igeneralmente una moqueta u otro tipo de tejido) una absorción interesante de las al tas frecuencias que suelen ser las de más larga duración. Por otra parte estos suelos eliminan los ruidos de pisadas y arrastre de sillas, etc. Para la subdivisión del espacio en dichos locales pueden utilizarse mamparas compuestas por tablas de 1 a 2 m de anchura. que alcanzan entre 1.5 y 2 .2 m de altura. En el caso más simple dichas mamparas están acristaladas a partir del nivel de las mesas. permitiendo la percepción visual del espacio total de la oficina. Su efecto " protector" es mínimo; consiste únicamente en ocasionar una reflexión del sonido que se produce en las conversaciones facilitando su absorción por el techo y el suelo donde sus ondas quedan muy debilitadas. Con todo, una parte importante de la energía sonora traspasa la mampara, por lo cual la diferencia de niveles sonoros a ambos lados rara vez es su perior a 5 6 10 dB . Con mamparas de fibra dura o cualquier otro tipo de ánima rígida y capas por ambos lados de 2 cm, como minimo, de material absorbente - lana mineral. por ejemplo- revestido por fuera con alguna tela decorativa permeable al sonido, se consiguen, en condiciones normales. diferencias de nivel sonoro de hasta 15 dB. Tabiques movibles Cuando existe una mayor exigencia de separación acústica entre recintos contiguos de una planta de oficinas, hay que recurrir a tabiques Que cierren el espacio desde el suelo hasta el techo. Si por razón de alteraciones en el proceso de producción se hace necesario ampliar unos recintos y reducir otros, es conveniente disponer de tabiques ligeros Que puedan desmontarse y trasla darse en poco tiempo de un sitio a otro dentro de la misma o, incluso a otra planta . Condición indispensable para este tipo de subdivisión es la existencia de canales o hendiduras lineales en el techo que arranquen de cada pilar de la fachada . Debe consagrarse ur:t especial cuidado al sistema de relleno o cubrición del hueco por encima de aque!las hendiduras en el techo del edificio, de lo contrario el sonido, a lo largo de este techo absorbente (aunque no opaco al sonido) puede penetrar al interior del compartimento y su capacidad amortiguadora del sonido sería ilusoria . Los tabiques movibles deben quedar sujetos al suelo, techo, pilares adosados u 01:-os elementos estructurales cualesquiera de manera que al sacarlos qUt:'dcn, a lo sumo, señales que puedan repararse fácilmente. La mayoría de estos tabiques se sujetan solamente al techo y al suelo, por ello hay que prever una nivelación tanto de las diversas alturas del local como de las irregularidades que presenten ambas superficies horizontales. Los tabiques de ca rpintería, con o sin aberturas acristaladas, y un peso de 10 kg/m 2 , tienen un grado de absorción medio de 20 dB , pero ni siquiera estando bien colocados y bien cerradas las juntas, ofrecen suficiente protección contra la percepción de la palabra hablada o la conversación telefónica en el recinto contiguo. Como tampoco puede impedirse. desde la otra parte. la recepción de aquellos sonidos. Para evitar prácticamente las perturbaciones sonoras procedentes del otro lado, se requiere una diferencia de nivel sonoro mínima - obtenida como promedio en la gama normal de frecuenci as entre 100 Y 3200 Hz- de '35 dB . que puede alcanzarse solamente con paredes cuyo coeficiente de amortiguación ~ea de 30 dB y- en recintos dotados de pavimento flotante . En los tabiques con coeficiente de amortiguación algo superior - 35 dB- es recomendable separar el pavimento flotante de la junta inferior del tabique, arrancando la franja de aquél Que queda por debajo de éste. a fin de cortar el paso a las posibles propagaciones de ru idos - como pisadas, arrastre de sillas, etcétera - por el suelo continuo entre ambos re cin tos, Que se percibirían con una molesta claridad. Los tabiques movibles con grados de amortiguación de 40 a 50 dB están, normalmente , compuestos por dos placas separadas lastradas con peso añadido como las del sistema " Brevunda"
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103
que antes hemos visto, sujetas a un bastidor rígido. Lo más difícil es, en estos tabiques ligeros de alto grado de amortiguación, encontrar una puerta que también lo sea, por lo cual dichos tabiques que se utilizan, más que nada, para cerrar despachos de directivos no suelen preverse como desmontables. Para ellos es norma la recomendación anterior de interrumpir el pavimento flotante, añadiendo además, que la junta resultante debe cubrirse con un materi al amortiguante, como corcho O goma.
SOLUCiÓN CORRECTA
tr-onsversal
Forjados de piso En la hoja 3 de la norma DIN 4109 se hallan clasificados los distintos grupos en que se dividen los forjados macizos, los valores de protección acústica mínimos que deben tener éstos y los de vigas de madera y asimismo los ejemplos que ayudan a conseguir un valor mejorado, caso que se desee. Pertenecen al grupo I todos los forjados macizos para los que la protección contra el sonido aéreo y el ruido de pisadas alcanza el valor mínimo admisible. Los forjados del grupo 11 presentan suficiente protección frente a la propagaciÓn del sonido aéreo, pero no contra el ruido de pisadas. En los techos de vigas de madera la sección de éstas es determinante de su grado de protección acústica , tanto para sonido aéreo como para el ruido de pisadas. Sin embargo, incluso con vigas relativamente gruesas no se logra que dicho valor sea satisfactorio si no se separa de algún modo el 'pavimento de las vigas, o éstas del cielo raso inferior. Por otra parte la entrega de este tipo de techos con las paredes con empotramiento por testa de las vigas, requiere dispositivos especiales para impedir el paso directo de las excitaciones vibratorias. (Relleno de los espacios excavados entre testas con el mismo material de rell eno del techo.)
Cielos rasos acústicos Los cielos rasos flexibles mejoran la amortiguación de un techo, tanto del sonido aéreo como del ruido de pisadas. De todos modos, si tan sólo se aplica este dispositivo, las transmisiones indirectas hacen que el ruido de pisadas siga percibiéndose de manera molesta. Además de procurar que el cielo raso sea bien flexible y la distancia en tre puntos o listones de anclaje suficientemente grande ( ~ 50 cm), hay que prestar especial atención al sistema de sujección, sobre todo cua ndo hay poca superficie de contacto. Por ello, cuando el cielo raso pende de listones anchos embebidos en el horm igón, hay que disponer un enlistonado. suplementario más ligero paralelo a aquéllos o, mejor aún, perpendicular. No obstante, puede prescindirse del segundo enlistonado cuando entre los primeros y el cielo raso propiamente dicho se interponen tablas de material flexible (por ejemplo fibras aislantes del grupo 1, norma DIN 18165). Los sistemas que pueden verse indicados como tales en las figuras resultan especialmente incorrectos. Los cielos rasos acústicos pueden utilizarse simplemente para mejorar el amortiguamiento de un techo J.iso por su cara inferior. Los utilizados en este caso se componen de un emparillado cruzado de listones de madera como estructura y medio de sujeción, al cual se fijan los distintos tejidos de soporte para el revo que. a saber: encañizado, plancha metálica ondulada , placas aglomeradas de viruta de madera o Sillan , así como placas de cartón enyesado y fibra mineral. Con estas últimas hay Que cui dar especia lmente el cierre de las juntas y las entregas con las paredes. El mejor aislamiento contra las propagaciones de ondas transversales o de flexión por los sólidos lo ofrecen los cielos rasos suspendidos elásticamente mediante muelles especiales. Se usan, preferentemente en las cáma ras insonorizadas totalmente envueltas en paredes, suelos y techos dobles. También pueden aplicarse, con montaje " en seco" Isin mortero). utilizando placas de cartón enyesado, para mejorar a posteriori las condiciones acústicas de un techo. Combinándolos con un pavimento flotante en la cara superior del techo se logra un valor remanente de protección contra el sonido aéreo para el forjado en bruto de + 10 dB , que coincide con lo prescrito por la norma DIN 4109 para los techos de bares, restaurantes, cines y locales afines, para los cuales exista uso de vivienda en las plantas superiores. Para la sujeción de los muelles se utilizan diversos sistemas, ya
104
llfll
mm
' - - - D"bl. estera de cañizo L _ _ _ Revoque SOLUCiÓN INCORRECTA
clavado diredamenle L_,,,,b,. el listón plano
PlacClS d. viruta de madero aglomerada
CIELO RASO SUSPENDIDO DE UN EMPARRILLADO DE LISTONES; SOLUCiÓN DEL ENCUENTRO CON LAS PAREDES
Sección longitudinal
Sección transversal
CIELO RASO DE GRAN EFICACIA AMORTIGUANTE DEL SONIDO. SUSPENDIDO DEL FORJADO MEDIANTE MUELLES
Sistemas diversos de anclaje Barro de empotramiento
FIG . 298-)01
Anclaje de tornillo
Placa de cartón-yeso
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Pletina doblada « schwachula» en sección longitudinal y transvCll"1al mostrando el muelle
sea mediante tacos, tornillos. placas con aletas ancladas en el techo, barras empotradas, etc. El cielo raso suspendido puede sujetarse fuertemente a cua lquier capa antepuesta a la pared. Sin embargo es mejor, para evitar que pueda resquebrajarse la arista interior al vibrar el techo libremente, tender a lo largo de la junta una cinta de goma esponjosa o rellenarla con masilla elástica permanente. Este tipo de entrega es tota lmente necesaria cuando se trata de una pared maciza sin capa antepuesta . Pavimento flotante El pavimento flotante es una solución constructiva que ofrece una mejora notable en la amortiguación, tanto del sonido aéreo como del ruido de pisadas. Los procedimientos para su ejecución se detallan en la hoja 4 de la norma DIN 4109. No hay que olvidar la necesidad de que la capa aislante blanda sobre la que se apoya el pavimento llene también los bordes perimetrales del mismo. separándolo de las paredes e impidiendo la propagación horizontal a éstas de las vibraciones u ondas de sólidos procedentes de aquél.
Los materiales em pleados para pavimentos flotantes de puesta en obra húmeda encima de la capa aislante son : hormigón, yeso, anhidrita, xiotita (o cartón piedra) y asfalto. Una vez fraguado , el pavimento debe actuar sobre la capa blanda y flexible como una plataforma resistente para reparto de cargas. La capa flexible, a su vez, no debe presentar roturas ni interrupciones. En la ejecuci ón debe procederse previam ente a la nivelación horizontal del
Revestimiento del suelo
Ejecudón con e l revoque hculo el foriodo para pared.s de material poroso (hormigón de piedra pómez o de coscote, p. ej.)
ESPESOR Y RIGIDEZ DINAMICA DE .VARIOS MATERIALES EMPLEADOS COMO CAPA MULLIDA DEBAJO DE LOS PAVIMENTOS FLOTANTES
Espesor Material amortiguante
mm lona lana Fibra Fibra Fibra lana
mineral en fi.ltro o estera mineral .n placas de vidrio e n fieltro o estera de vidrio en placas de vjdrio e n placas de escorias en placas
Planchas de fibra de coco Estero o fieltro de fibra de coco Esteras de corcho granulado Esteros d. corcho granulado Esteras de goma granu lada Pla cas de espuma sólida de poliestirol según el fabricant. Placos de espuma sólida de poliestirol laminadas u obtenidos por otros procedimientos Placas de turbo Id . ".rliladas por su caro inferior Placas d. fi bra blanda Tableros d . viruta de modera aglomerados colocados exe ntos Placas de corcho colocadas exentas Cortón ondulado hecho de fi.ltro de lana lecho de areno lecho de viruta de corcho lecho de mica hinchado (o desco mpu esta) L.cho de virutas d. c6ñomo
Módulo d. rigidez d in6 mica kg /cmS
12 10 7,9 6 11 19,2
1,9 2,0 2.3 3,2 1,9 5,0
7 11 ,9
3,6 2,9
7,4 4,4 6,5
15 15 9,6
techo en bruto mediante un lecho de arena seca o cualquier otro procedimiento de enrase, tras lo cual se extiende la capa aislante sin dejar juntas. Encima se coloca otra capa de papel embreado o graso, cartón o lámina de plástico para impedir el pa so de la humedad y derrames (al principio el pavimento es pastoso) que pudieran endurecer zonas de la capa flexible. Junto a las paredes se colocan franjas del mismo material aislante que sobresalen por encima del nivel fina l del pavimento. Las láminas de cartón interpuestas deben asimismo doblarse acompañando en todo el permetro a dichas franjas. Finalmente se extiende el pavimento, se compacta y se alisa perfectamente. Si se utiliza hormigón, hay que mantenerlo húmedo durante algunos días cubri éndolo con telas de plástico o serrín humedecido, para impedir que pueda vibrar antes de terminar su proceso de fraguado y se agriete. Cuando éste se da por terminado se recortan las franjas que sobresalen por sus bordes. El suelo final ha de aplicarse sóio tras un secado completo. En las figuras se muestran dos siste mas para resolver la entrega con la pared. El ejemplo en que el revoque de la pared llega hasta el techo en bruto (o forjado) es mejor porque se ha evitado, en el proceso de construcción del pavimento, todo contacto directo con la pared o su revoque. Si ésta es de material poroso resulta ventajoso que llegue hasta abajo porqu e así se interrumpe cualquier propagación directa hacia la habitación contigua. Si se utiliza para el pavimento asfalto f undido endurecido, hay que escoger la capa a mortiguadora de acuerdo con las características de este material. Para evitar el cedimiento bajo cargas puntuales debe comprobarse según señala la norma DIN 1996 que la profundidad de la huella no es mayor de 0 ,5 mm y las capas amortiguantes inferiores no deben exceder, estando comprimidas, de 8 mm de espesor. Como aislantes térmicos adicionales pueden utilizarse placas de lana de madera de suficien te solidez, ya sea por encima o por debajo de la capa amortiguante, o bien un lecho de cierto espesor de gránulos minerales, cuyo efecto térmico es equ ivalente. Las resistencias y densidades mfnimas de los pavimentos flotantes sobre capa mullida tipo DIN 18165 (fibra blanda) o DIN 18164 (material plástico esponjoso) se han reunido en la hoja 4 , tabla adj unta de la norma DIN 4109 . Cuanto más gruesa es la capa mullida y por tanto mayor compresión permite, tanto mejor es la amortiguación acústica, pero también tanto más grueso ha de hacerse el pavimento. El esfuerzo para conseguir m ejor amortiguación del sonido crece no sólo al au mentar la costosa capa elástica sino también por el mayor grosor requerido para el pavimento. SUELO DE BALDOSAS SOBRE PAVIMENTO FLOTANTE CON ZÓCALO RETORNADO
:::,,,.;.-_Relleno de junto con masilio plcUtica
mineral
9-10
~17
12,9
1.3
21 15,9 13
10 6,7 15
25 12 2,5
21 55 18
26
30
20
8,1 17,5 8,2
15 16
Sacado de la publicación de la sociedad de investigaciones ':Bauen und Wohnen" (FBW). n.o 7 5.
!
13 15
35 9
Entre los materiales aislantes del grupo I se incluyen los plásticos esponjosos según DIN 18164 que tienen una rigidez dinámica :5 3 kg/cm 3 . Las materias esponjosas derivadas del poliestirol (" styropor" ) presentan, a pesar de su ligereza, una ri gidez dinámica relativamente alta (de 6 a 20 kg/cm 3 ) - según las con diciones de utilización : peso específico bruto y espesor de la placa - debida a su mayor rigidez estructural interior. Por este motivo son poco o nulamente apropiadas para utilizarlas en aislamiento acústico. No obstante, con un tratamiento previo especial puede logra'rse una mayor elasticidad para este material.
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105
Tabla 1. Resistencias y espe sores de pavimentos flotantes de una capa' ) sobre materiales amortiguantes tipos DIN 18164 Y DIN 18165') 1
Columnas
Uneas
-
2
I
4
3
Resistencias") Q los 28 dlas en kg/cm' valores medios mlnimos
Clase de pavimento
A com-
A flexotracclón Probeta
I
53)
6
I
7
Espesor mfnimo del pavimento') en mm
Pa ra contracciones de la capa mullida (dL·dB)') en mm
presión
I Entre 7 y 12 i Mós de 12
En obra
probeta
Hasta 7
1
Cemento
40
25
225
35
40
45
2
Anhid r ita
30
35
40
30
250 250
30')
Sin empobrecer
50 50
30')
35
40
Empobrecido
40
25
180
35
40
45
40
25
100
35
40
45
3
Yeso
4
Magnesita o cemento «Sorel »
5
(véase norma DIN 272)
di. - dB en mm
6
Asfalto fund ido
Hasta 5
Véase apartado 5.35
20
I
I
entre 5 y 8
25
1) No se fendr6. en cuenta e l espesor de ca pos suple menta rias ta les como ligero.s capcu de igualación, con otra composición, o lo.s de preparación para algún revestimiento del suelo. 1) DIN 18 164 : Materia les sintéticos espumosos para amortiguación en con... frucción . DIN 181 65: Mate riales fib rosos omortiguantes en construcción. S) Lo columna S da valo res válidos también para capas amortigu a ntes dobles co n lómina superior para igualar presiones, p. e. según Hoja 3, tabla 1. núm. 1.2 y para esteras de granulación de corcho y goma según Hoja 3, tabla 2. núm. 1.2. ') El yalor mlni mo debe quedar un 20% por debajo del yalor med io. 5) Para pavimentos ;;: 30 mm se pueden aceptar en ciertos puntos espesores
;¡¡;; 5 mm ; sin embargo, el valor medio de un mlnimo de 10 muestras no debe ser inferior al indicado e n las columnas 5 a 7. Cuando el espesor del pavimento es pequeño no se admiten, ni siquiera local mente. voJores inferiores. ') Los valores de compresión de las capas o mortiguantes vie nen dados por lo d iferencia entre el grueso de sumi nistro (p. e. d l = 20 mm) y el grueso ba jo carga (p. e. d B ,.,. 15 mm). Ello yiene indicado en la denominación del material correspondiente (p. e. 20 / 15). 7) 5 mm m6..s delgada cuando la compresión de los capas amortiguante, es ~ 5 mm.
Tan sólo estas placas de styropor " elastificadas " ofrecen la rigi-
dez dinámica (~3 kg/cm 3 ) requerida. La combinación de un pavimento de asfalto fundido con capa mullida de espuma de
permite que las vibraciones y el niv el de ruido de pisadas sean eliminados por la inercia vibratoria del m aterial poroso (escorias, fibra blanda) que se encuentra entre uno y otro durmiente.
polistirol sólo puede utilizarse si se toman ciertas medidas preventivas.
Parquet flotante
En locales húmedos y en las plantas bajas es conveniente recubrir el techo en bruto con una capa de plástico en prevención de
humedades. En las cocinas y baños, donde el suelo final ha de ser de baldosas, se pueden colocar éstas d irectamente sobre una lechada de ce m ento extendida por encima del pavimento
El parquet de madera aplicado directamente encima de un techo en bruto mejora la amortiguación del sonido aéreo y la del ruido de pisadas. Si se aplica encima de una capa mullida (p. ej. placas de fibra blanda con una capa inferior amortiguante escogida entre las DI N 18 164 Y 181 65) m ejora todavia más la amorti-
flotante de hormigón ya fraguado . La junta periférica del zóca lo se rellenará posteriormente con una cinta blanda de c loruro de polivinilo. Todavía se c ons igue mejor estanqu idad aplicando una m asilla de plasticidad permanente en la m isma junta o en la junta superior de un zóc alo angular. Estos embaldosados flotantes requieren un espe sor tota l de la obra superior al de los pavimentos flotantes sencill os revestidos con un suelo laminar. Para evitar que a causa de los trabajos de acondicionamiento interior vue lvan a rezumar humedades en la obra acabada se han estudiado sistemas " secos" para " suelos flotantes" (véanse
PARQUET DE MADERA « FLOTANTE» SOBRE PLACAS DE FIBRA MIN ERA L
tablas 1 y 2 de la hoja adjunta 3 , norma DIN 4109) . Suelos de tablas de madera Los suelos de tablas sobre durmientes también de madera resul tan eficaces para la amortiguación, tanto del sonido aéreo como del ruido de pisadas, especialmente cuando se rellenan por
Loseta. de madera del parquet Pasta adhesiva Papel asfóltico L _ _ _ Plo.cas de vi ruta de madera aglomerada 2S mm L ____ Placas de fibra mineral
debajo de las tablas con una capa mullida flexible . Este sistema
~_
_ _ _
~---
~~~~ i;:~e;:!ed:ñ~~~a b~::~:dos Suelo d. tablas R.lleno de Io.no. mine ro.l po.ro. lo. o.mortiguación d.1 r uido de pisadas
=
25
guaci6n del ruido de pisadas, pero no la del sonido aéreo. Para consegu ir ambos casos hay que interponer entre el parquet y la c apa mullida unos 2 5 mm - por lo, m enos- de aglomerado de lana de madera. En este caso ningún grumo de engrudo adhesivo debe traspasar hasta la capa m ullida , ya que se endurecería la fibra bla nda a su alrededo r, provocando un " puente sonoro ". Para lograrlo basta con recubrir cu idadosamente dicha ca pa
mullida con cartón (o papel) embreado.
=
15
ISuelos
de varias capas con placas duras especial m ente en constru ccio nes desm ontables se han estudiado sistemas de puesta en obra en seco en los cu ales
J Pensando 106
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GRADOS DE MEJORA DEL RUIDO DE PISADAS PARA PAVIMENTOS USUALES. VALORES CORRESPONDIENTES A OBRA ACABADA
1. Suelos-revestimientos Llnoleum 2,S mm . Llnoleum sobre cartón de fiellro (800 g/ m')
14 dB
linoleum sobre serri" de corcho.
lS dB
Linoleum sobre placas de fibra blanda (S mm) (380 kg / m') .
linoleum de corcho, 3,5 mm . linoleum de corcho, 7 mm. Parquet de corcho, l,S a 2 mm Revestimiento de cloruro de polivinilO'. 1,5 a 2 mm de espesor . Revestimiento de cloruro de polivinilo sobre manta de corcho de 2 mm .
7 dB
16 15 18 lS
dB dB dB dB
S dB
14 dB
Revestimiento de cloruro de polivinilo con 3 mm de fieltro debajo. diversos sistemas. Revestimiento de goma, 2,5 mm . Revestimiento de goma, S mm (con 4 mm de
lS-19 dB 10 dB
goma porosa) . Estera de fibra de goma , Maqueto según tejido o colocación.
24 dB 17-22 dB 24-30 dB
2.
Suelos de madera
Tab/as sobre durmientes de madera Colocado directamente sobre el forjado Sobre un lecho de escorias (6 cm) .
16 dB 21 dB
Sobre placas mullidas de lona mineral o fibra de corcho
24 dB
Parquet de losetas de madera sobre los siguientes materiales 2 cm de corcho 0,7 cm de fiellro asfdllico 1 cm placas de fibra blanda
6 lS 16 16
2 cm placas de turba
dB dB dB dB
2,S cm tablero de viruta de madera aglo-
merada .
.
17 dB
2,S cm tablero de viruta de madera y debajo
1 cm de estera de fibra de coco . 1 cm placa de fibra blanda y debajo O,S cm placa de fibra mineral
•
27 dB 28 dB
se coloca encima de la capa de mullido amortiguador una plataforma , que reparte las cargas, a base de tableros machihembrados de madera aglomerada o fibra dura sobre la cual se extienden hojas de linóleum. Segú n la hoja 3 de la norma 4109 este tipo de pavimento presenta un grado de mejora de la amortiguación satisfactorio -de 17 a 19 dB- cuando se aplica sobre techos con buena amortiguación previa del sonido aéreo. No obstante. aumentando el número de capas, como en el parquet flotante; se alcanzan mejoras todavía más notables que se aproximan a los valores obtenidos con el pavimento flotant e. Suelos blandos Un suelo blando extendido directamente sobre el techo en bruto disminuye el ruido de pisadas pero no el sonido aéreo. Las irregularidades en la horizontalidad del techo en bruto requieren una colada o lecho - pastoso o gravilloso- previo para su nivelación y reparto uniforme de cargas. La amortiguación del ruido de pisadas que proporciona por sí solo un suelo blando es suficiente en el caso de aplicarse sobre un techo bien plano y dotado - en bruto- de una amortiguación del son ido aéreo satisfactoria. de acuerdo con lo prescrito por la hoja 3 de la norma . Los ruidos producidos al caminar se amo.rtig~an óptimamente con suelos blandos, por lo que es recomendable su uso como última capa sobre pavimento flotante . Puertas Las puertas normales, de unos 4 cm de espesor, con bastidor portante y entrepaños rellenos de tablas. vidrio O tablero aglomerado ofrecen diferencias de nivel sonoro entre los locales que sepa ran de 15 a 20 dB. Si se encintan las ranuras de encaje y la junta inferior con tiras de goma esponjosa, el grado de amortiguación sube hasta 25 dB. Las puertas de madera para acondicionamiento acústico se construyen a base de dos hojas unidas por un mínimo de puntos de sujección, con bastidor de madera o de acero' y doble encintado esponjoso por todas las ranuras y juntas. Con una puerta de BO mm de espesor se llega a grados de amortiguación de 32 dB . Una puerta especial. pesada. con 100 mm de espesor y con todo su cerco formando una cáma ra absorbente del sonido ofrece hasta 25-38 dB.
3. Pavimentos flotantes Pavimentos de cemento sobre las siguientes capas amortlguantes Cartón ondulado, laminado 0,3 cm . Placas de fibra blanda 1,2 cm. Viruta de madera en tableros 2.S cm Espuma ·sólida de poliestirol normal, 1 cm . Espuma sólida de poliestirol con tratamiento especial, 1 cm . Estera de viruta de corcho 0,6 a. 0,8 cm Estera de goma troceada 0,8 cm .
Placas de lana mineral o coco 1·1.5 cm Tableros de viruta aglomerada de madera, 2,S cm con 0,9 cm de fibra mineral o fiellro laminado por debajo . •
18 lS 16 18
dB dB dB dB
goma peri('''¡co a lo de la runura de encaje Placo.s de « brevunda» sobre bo.stidores d. madera unido. por 6 puntos~
26 dB 16 dB 18 dB
n U
24·30 dB Cómara rellena de lana mineral
o
34 dB
Pavimentos asfdlticos sobre las siguientes capas amortlguantes . Placas de fibra blanda 2 cm • Estera de ca~lzo 2 cm .
Estera de viruta de corcho 0,7 cm Estera de goma troceada 0,8 cm. Tablero de viruta de madera 2,S cm con placa de fibra mineral de O,S cm, por debajo
dB 20 dB 2S dB 19 dB 20 dB
31 dB
~'Jml".'
d. madera dura
~~~ Chapa de aluminio con orificios que cierra
[
la cómara rellena de material absorbente
111 ,-~:;;"~::·U
';; •• m. (l. puert. _ _ .. lev.nl••1 .bdr)
4, Suelos de varias copas co·n empleo de tableros chapeadas de fibra de madera Revestimiento de lino/eum sobre tableros con las siguientes capas amortiguantes por debajo : Placas de fibra blanda 1 cm . Placas de turbina 2 cm . Placas de turbina perfiladas por una cara l,S cm.
17 dB 18 dB 19 dB
Como las puertas de madera tienden a alabearse con el tiempo y las variaciones de humedad. se recomienda utilizar, para instalaciones importantes, cierres a presión. La puerta cierra primeramente con picaporte normal y después queda sujeta girando hacia arriba el gatillo. En muchos casos se utilizan cierres de cuña que permiten cerrar bruscamente puertas de peso relativamente importante (40 kg/m 2 ) con lo cual se produce la adecuada presión en los contor-
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107
GRADOS MEDIOS DE AMORTIGUACiÓN SONORA EN DIVERSAS PUERTAS GrCldo medio
Tipos d. puerta
d. amortiguación
sonoro dB
Si mple., ligerCll, sin encintado de rozcu o e ntolladurcu
15-22
Sólidcu, pesa.dcu con ,.elleno •• pecial d. juntas
25-30
Amortiguanles., especialmente ocondicionodo.s pcrQ acústica
30--40
o. (lita omorti guGción (con do. CQpc1I d. plancha. d. acero, e.pecial •• parG emisorcu d. rG,dio, etc.)
40-50
Dos puertas sencillos con un espocio intermedio
4G-4S
Sac:cado d. leL publicación de la. sociedad d. inve.tigAciones «BGuen und Wohnen» (FBW), cuaderno n.O 75.
nos. En el dispositivo que puede verse en la figura de la página anterior, la hoja de la puerta se ha dotado de una cámara rellena de material amortiguador del sonido. con lo cual se refuerza su grado de amortiguación debido a que el volumen de dicha cámara está en contacto con las ranuras de encaje por donde puede filtrarse el sonido. Las puertas altamente amortiguadoras deben disponer siempre de un umbralo traviesa inferior provista. si es posible. de una cinta elástica de relleno, a fin de completar una más alta estanquidad acústica Los rejuntados inferiores corrientes. a base de tiras elásticas de arrastre no garantizan. generalmente. un efecto duradero de complemento para puertas amortiguantes. Por este motivo son preferibles los umbrales planos de borde refOlzado frente a dispositivos como las tiras de goma sujetas al borde inferior de la puerta u hojas que giran sobre goznes troncocónicos y se levantan al abrir. Si se requiere todavra mayor amortiguación acústica se puede recurrir a puertas de acero con bastidor de este mismo metal y encintado de goma esponjosa a lo largo de todos sus bordes. Una hoja de puerta de 5 cm de espesor total con dos planchas de acero de 2 mm, brinda un grado de amortiguación de 45 dB aproximadamente. Estas puertas necesitan umbrales de 25 mm de altura, por lo menos. Como la puerta de acero no puede deformarse. se consigue. mediante el cierre a presión. un dispositivo duradero y sólido. Estas puertas de acero se utilizan, no sólo en salas de pruebas y gabinetes de ensayo. sino también en oficinas y consultorios médicos en los que es necesaria una alta amortiguación sonora. pero donde no cabe la posibilidad de disponer de una " esclusa acústica" . Esclusas acústicas Si la amortiguación sonora entre dos locales ha de SObrepasar los 45 dB, hay que recurrir a la " esclusa acústica". Se· llama así a un recinto-tampón al que se abren dos puertas amortiguadoras. Como las paredes, techo y suelo de este recinto están revestidos con material absorbente. s610 una pequeña parte de la energía sonora procedente de la primera puerta alcanza a la segunda por lo cual ambas puertas no necesitan tener un alto valor propio de amortiguación. Con puertas de un hoja de BO mm de espesor y 35 dB de grado de amortiguación promedio se logran, a través de la esclusa, reducciones de 60 dB.
ESCLUSA ACÚSTICA
Ventanas A las ventanas de vidrio corriente de 3 mm de espesor corresponde. según su peso. un grado de amortiguación sonora medio de 25 dB. En hojas de bastidor fijo, de madera o hierro, se alcanzan, frente a incidencias perpendiculares. grados de amortiguación semejantes. Pe ro en el caso de incidencia oblicua los valores son siempre más o menos inferiores (según el ángulo de aquélla) de acuerdo con la llamada " Iey de masas". Este fenómeno se debe al " efecto de acomodación" ya conocido. Por otra parte. con las amplias dimensiones de las aberturas actuales las juntas son tan dilatadas que la amortiguación práctica desciende a 15 ó 20 dB . En las ventanas dobles, con juntas compuestas, se consiguen de 20 a 25 dB . Las ventanas de vidrios dobles con cámara de aire intermedia de .' O mm no ofrecen ventaja acústica alguna porque al producirse en este tipo de ventanas el mismo fenómeno de las paredes de dos capas (esto es. la frecuencia de cortocircuito o resonancia) justamente para las frecuencias medias. sus efectos amortiguantes disminuyen hasta ser inferiores a los de una ventana sencilla cuyo peso sea la suma de las dos componentes. Los bloques translúcidos, cuya puesta en obra les deja perfectamente rejuntados, permiten calcular su grado medio de amortiguación de acuerdo con su peso por m 2 ; utilizando las curvas de la figura adjunta . se puede llegar a conocer aquel valor de manera inmediata . Hasta ahora no se han estudiado ventanas dobles con rejuntados especiales como se ha hecho con las puertas. Tan sólo se
INfLUENCIA DE LAS SUPERfiCIES «DE MENOR AMORTIGUACiÓN SONORA» EN EL NIVEL TOTAL DE AMORTIGUACIÓN DEL SONIDO AtREO DE UNA PARED
--
5
4
~~~~~~~~L~t'°~~~/~~_d~~~L'~~-L~~ 5
10
15
dB
INfLUENCIA DE LAS SUPERfiCIES "DE MENOR AMORTIGUACiÓN SONORA. EN EL NIVEL TOTAL DE AMORTIGUACiÓN DEL SONIDO AtREO DE UNA PARED (P. ej. UNA PUERTA O VENTANA SITUADA EN ELLA) RelClción (cocienle) enlre ICl superficie de lo. pared Fo y lo. Fl de Fa : F¡ la abertura. Ro - Rl Diferencia enlre los grados de amortiguación sonora de la pCl· red (Ro) y la aberturCl (R l ). Ro - Rges Diferencia enlre el grado de amortiguación de la pared sin aber. tura y el mismo grado una 't'ez incorporada lo. o.berturo.. Eiemplo : Uno. pared cuyo superficie es de Fo - lO m' y su grado de amorliguación sonoro. Ro - 50 dB liene uno puerto de superficie F1 = 2 m' con un grado de amort iguo.ción R¡ _ 25 d8. i Cu6nlo 't'o.le el gro.do de amortiguación lotal de lo. pared con su aberturQ~ Fo : Fl - 20 : 2 _ 10
Ro - Rl - 50 - 15 - 15 dB . Po.sando 0.1 d iagramQ .... mos que Ro - Rges - 1S dB; de lo cuo.l se deduce que siendo Ro - SO ; Rge.s - . SO - 1S .. 3S dB. Es decir, el grQdo de Qmor_ tiguación del conjunlo Rges - lS dB.
Tipo de venlano.
GRADO DE AMORTIGUACIÓN SONORA. MEDIO PARA VENTANAS SEGON TABLA 3. NORMA 4109
Sin encinlado de juntas adiciono.l
108
2S
I~
Puertaa ClmortiguCln'" del sonido
Ilevalimiento Clbsorben" del sonido
20
I
Con encinlado de juntas QdicionQI
VentQnQ simple
- 20 dB
hasla 2S dB
VenlQnQ doble
-
2S dB
hasla lO dB
Ventano. doble con cerc común, hermetico
_ 30 dB
hastQ 40 dO
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Ventanas antirruido de la casa Eberspácher
DATOS T~CNICOS Grado medio de amortiguación sonora Rm segun peso del vidrio v tipo de construcciÓn
40 a 45 dB
Grado de amortiguación R (dB)
I
60 50
~
'1~
------yI
40
--c;.T~~-"'~'
I
I
"
I
I
Rm=40dB
1-
30
~
•
TI
l.í1 "... .....
45
Rm =45 dB
~
'ftI""
~
~
i
28 ~--------··II _Rm = 28dB
20
~
h.
~~
,V
~
I
I
I
:,
-1
¡......'
....,
10
100
200
400
800
1600
3200
Frecuencia (Hz) I Zona de amortiguación de la ventana antirruido 11 En comparación : acristalamiento doble con cristales de 4 mm
Dispositivo de entrada de aire fresco por unidad de ventilación regulable hasta 120 m'jh
Coeficiente de transición térmica K de la superficie de ventana 2.6 kcal/m'hoC.
LEYENDA A
Aire de salida
Z
Aire de entrada Obra de fábrica Caja de la esclusa del aire de salida
3
Placa aislante del sonido
4
ConductO de aire
5
Cámara insonorizante
----------------------
Elemento de amortiguación en el contorno Hoja interior. con el marco 8
Hoia e"terior. con el marco
9
Caja de la esclusa del aire de entrada
10
--------------------
Ventilador
logra una cierta mejora encintando las juntas con materia esponjosa. Los problemas de la entrada de ruidos de la calle o industrias vecinas en el edificio sólo pueden afrontarse si se prescinde de abrir las ventanas para la ventilación, lo cual significa una climatización completa. las ventanas " de caja" del mismo tipo que las dobles o múltiples en general deben tener sus cristales separados por lo menos 10 cm y disponer alrededor de todo su cerco de una cámara absorbente al igual que las puertas amortiguantes. Los vidrios pueden alcanzar desde el grosor mínimo usual hasta el de 15 mm. En la figura adjunta puede verse la sección de una ventana doble, prototipo, con dos lunas de diferente tamaño. Para evitar
que éstas se empañen por su cara interna se han provisto de cartuchos deshumidificadores recambiables que se llenan desde fuera . Estos cartuchos establecen contacto con la cámara de aire traspasando la cámara de absorción acústica. Como en una cámara de aire herméticamente cerrada no hay que contar con la limpieza más que en períodos de tiempo muy espaciados, no se ha previsto ninguna abertura especial. Cuando haya Que limpiar bastará con desatornillar el listón cubrejuntas y sacar una de las hojas. Para evitar reflejos molestos se suele dar una cierta inclinación a la hoja interior hacia el lado del observador, cosa Que no produce ningún efecto acústico. Si se coloca una ventana doble en una pared también doble -o
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con capa antepuesta- hay que separar las hojas, junto con sus marcos y bastidores independientes, de manera que corresponda una a cada capa de la pa red, a fin de mantener una completa interrupción al paso de ondas de sólidos. En aquellos casos en que sólo hay necesidad de iluminación y no hay interés en la transparencia pueden utilizarse paredes de bloques translúcidos que -según su puesta en obra- ofrecen grados de amortiguación entre 32 y 42 d B (con espesores de 50 a 80 mm). Esta posibilidad debe tenerse en cuenta, sobre todo, en talleres en los que interesa disminuir el ruido que se difunde al exterior. Escal eras En las cajas de escalera se producen ruidos, al caminar por los rellanos y subir peldaños, que pueden ocasionar molestias a los locales vecinos. Como resulta difícil hacer peldaños flotantes sobre la escalera maciza, se recomienda construir éstas separadas de los muros de la caja . En los rellanos o descansillos cabe pensar en instalar un pavimento flotante u otro sistema amortiguador, a menos que por el tipo de construcción (p. ej. como pieza prefabricada) pueda a su vez ir exento respecto a la pared y con una capa amortiguante interpuesta encima de las ménsulas de apoyo. También puede impedirse la propagación del sonido de pisadas a los locales adyacentes mediante utilización de un suelo blando. El valor remanente o "grado de protección acústica" contra el ruido de pisadas en las cajas de escalera debe ser de ± O dB hasta + 3 d B, que es el mismo que se indica para galerías y corredores donde son de te mer propagaciones horizontales y oblicuas a las sa las inmedia tas (vése hoja 2 , tabla 1, fi la 7 , de la norma DIN 41 09, pág. 99. En las casas de pisos con muchas viviendas los ruidos no sólo proceden de la escalera sino de la transmisión entrecruzada de sonido aéreo. Por ello convendría separar mejor las viviendas -por lo menos cuando se trata de apartamentos de cierta prestancia- instando puertas de acero con un grado de amortiguación mínimo de 30 d8 .
GRADOS DE A BSORCiÓN DIVERSOS REVEST IMI ENTOS AC ÚSTICOS
C rado absorción a, pora las frecuencias (Hz)
Ti po de revestimiento
125 1.5 cm revoque asbestoso pulverizado
0,2
2 cm revoque (con mezcla) de lana mineral 0,15 2.5 cm revoque pulverizado de ce mento con mezcla. de vermiculite 0,05
1
250
1 SOO 1 1000 12000 1 <000
0,3
0, 5
O,,
0,75
0,7
0,25
O, ~S
0,'5
0,75
0,85
0.1
0,2
0,55
O,,
0,55
Hormigón con á.rid o de piedra. pómez si n revoque
0, 15
M
O,,
O,,
O,,
O,,
10 cm placas de hormi gón con viru la madera (<
0,2
0,7
0 ,9
0,65
0,7
0,8
11 ,5 cm ladrillo hueco-<elosSa, abertu ras ha,cia interior ha,bita,ción 'f lana mineral e n cámara de 6 cm. Sin revoque
0,15
0,'5
O ,~S
O,~S
O, ~
0,7
1. 5 cm placas ligeras de viruta aglomerada directamente sobre pared
0,05
0,1
0,5
0,75
O,,
0,7
2," cm a ntepuestas deja nd o cómara rellena lana mineral
0,15
0,7
0,'5
0,5
0,75
0,7
Placas vi ruta Gglomerado 20 mm con junta blanda a 3 cm de pared
0,1
0,35
0,35
O, ~
0,55
0,'5
Placas perforadas o ranuradas de fi bra de madera, sobre listones de S cm
0,1 5
0,3
0,3
O, ~
0,5
O,,
Cielo raso de yeso (con orificios por debajo y lan a minera,l encim a)
0, 3
0,7
0,9 ·
0,65
0,55
0,35
Pl acas de lana mineral, 2 cm salpicad as con grumos lueltos de l mis mo material. Directo sobre superficie
0,02
0,13
O , ~9
0,86
0,99
O, 9~
Placas de fi bra mineral, perforadas densame nte. 1,5 cm espesor, suspendidas a 20 cm del techo
O, ~S
Suelo blando (tejido) 7 mm
O
0,3 5 0,05
0,5 0,1
0,75 0, 3
0,85 0,5
0,'5 O,,
Sacado de la pu blica,ción de la sociedad de investigaciones « Bo.uen und Wohnen» (FBW), cua de rno n.O 75.
Superfici es planas absorbentes del sonido Hasta ahora se han bosquejado algunos ejemplos de instalaciones absorbentes en techos, paredes y objetos, según sus tres tipos principales (absorbentes porosos, resonadores y combinaciones de ambos) al paso que se iban explicando las generalidades y componentes físicas de la absorción sonora . Como ya entonces se dieron curvas de grados de absorción según las frecuencias e incluso se estableció la diferencia entre los dos empleos principales de la absorción sonora -a saber: reducción del nivel sonoro en locales y mejora de la audibilidad según sean auditorios, teatros, etc.- , en adelante nos limitaremos a ejemplos de instalación y posibilidades de empleo múltiple de diversos techos absorbentes desmontables y daremos instrucciones para el revestimiento absorbente de muros de ladrillo y tuberías. Techos absorbentes del sonido El material absorbente utilizado en primer lugar para techos son las tablas blandas de fibra de madera, dispuestas paralelamente y comprende juntas perforadas, y con pintura blanca o de otro color. Los orific ios o estnas comprenden entre la mitad y los 2/3 de la superficie de las placas. Su misión es hacer llegar las ondas sonoras a la capa más profunda donde queda transform ada su energia. En las placas con un 10% de superficie relativa de orificios pueden hacerse recubrimientos, por ejemplo a base de placas decorativas perforadas de fibra dura, sin que exista alteración alguna de la eficacia absorbente. Para la fijación de placas acústicas al revoque de los techos o paredes se utilizan resinas sintéticas, especialmente las basadas en el caucho-neopreno. Cuando se trata de pegarlas directamente al hormigón hay que prestar atención a la posible presencia de grasas, ya que los encofrados suelen embadurnarse con líqui dos oleaginosos para que no se adhieran al fraguar la masa. Como las placas de fibra blanda se hinchan y contraen con los cambios de húmedad, pueden provocar tensiones en la superficie del reboque al cual están adheridas llegando a agrietarlo en algunos puntos y a ocasionar el desprendimiento de placas. Por
1 10
ello se aconseja clavar dichas placas, además de pegarlas. Se consiguen todavía mejores resultados tanto en el aspecto de eficacia como de solidez mecánica clavando las pl.acas sobre listones o empa rri llados cruzados, a casi 5 cm de distancia de la pared o techo, que a su vez son sostenidos por ganchos o clavos especiales. Las placas acústicas de lana mineral están formadas por fibras prensadas unidas por una mínima cantidad de resinas sintéticas no inflamables, y por ello resultan difíciles de rompe r. Como, a causa de su excesiva porosidad, la resistencia al flujo sonoro que presentan es demasiado baja, conviene cubrir su superficie parcialmente con una capa de pintura aplicada con pulverizador, de manera que su grado de absorción pueda ser óptimo. Las placas acústicas de Sillan, de 2 cm de espesor se usan, por otra parte, como revestimieQto decorativo con una superficie casi estanca, de poros finísimos. Cuando estos poros llegan en profundidad hasta los 2/ 3 del espesor de la placa se obtienen grados de absorción comparables a los de la superficie parcialmente cegada antes descrita y con la ventaja de presentar una superficie menos vulnerable. Las figu ras muestran los sistemas de sujección y las curvas de absorción de estas placas. Las hay inmediatas a la superficie y otras situadas a 25 mm de distancia . Como las placas de Sillan no se encogen ni dilatan con las variaciones de humedad, pueden adherirse directamente con plena eficacia y durabilidad. Fijando las placas -ya se trate de las más porosas o las "decorativas"- a 20 cm de distancia se alcanzan curvas de grado de absorción que se conservan en todo el campo de frecuencias por encima de 0 ,9 o como mínimo 0,4. Los cielos rasos absorbentes que describiremos a continuación responden a la necesidad actual de que sean desmontables por piezas y permitan un fáci l acceso a las instalaciones y conductos situados por encima de ellos. Se trata de los formados por casetones de yeso o metal con placas de lana mineral de 33 x 33 cm, 62.5 x 62,5 ó 50 x 100 cm, los compuestos por pasamanos de meta l ligero suspendidos horizontalmente de las vigas y
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sobre los que descansan placas de fibra , así como los emparrillados suspendidos formados por tablas con mucho canto sobre cuya superficie se fija el material absorbente. La mayorfa de estos cielos rasos pueden llevar incorporados los expulsores para aire acondicionado. Los cielos rasos absorbentes con fines decorativos constan de placas perforadas de yeso con una capa de fibra mineral por detrés como materia porosa absorbente y, finalmente, una lámina metálica de cubrición. En la figura de la página 94 puede
TUBERIAS DE CALEFACCiÓN EN UN TECHQ OCULTAS POR UN CielO RASO «SOUNDEX» LA HOJA DE MATERIAL ABSORBENTE DEL SONIDO PEGADA DIRECTAMENTE AL FORIADO VA CUBIERTA CON UNA LÁMII'
GlADO DE ABSOIlCIÓN DEL SONIDO DE LAS PLACAS ACÚSTICAS «SllLAN,)
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Pega dos d irectamente a les pored e ell leche
Suúentadas mediante un emparrillado de lislones q ue los se para a 2.S cm
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Frecue ncias (
Placas « soundex» tipo XS. sin rellene abserbente. Qtornilladas a las alas del perfil transversal
Tubos de calefacción apeyados sobre los perfiles transversales
verse una placa "soundex" montada sobre listones de madera a 5 cm de distancia del techo. Últimam ente se han venido utilizando satisfactoriamente montajes como los de las figuras de esta misma página, donde las placas de yeso están suspendidas en unos perfiles metálicos. Con ellos se consiguen bajos costos de instalación y además se obtienen cielos rasos de materiales completamente incombustibles. La s placas soundex presenta n por su cara oculta un revestimiento liso (higiénico) que permite utilizar la cámara hueca que forman con el techo como canal para la renova ció n del aire. El aire limpio se difunde de manera uniforme a travé s de orificios practi cados en intersticios lisos de las placas. Puede decirse que se trata de un eficaz sistema de acondicionamiento de aire, dotado, además. de la mejor absorción acústica ; también pueden ~on tarse sistemas de calefacción por radiación incorporados a los cielos rasos absorbentes. Basta con substituir en algunas placas la capa de fibra mineral por los conductos de calefacción. Para conserva r la absorción sonora y evitar la pérdida hacia arriba de flujo calorífico se reviste el techo en bruto por debajo con una capa de fibra mineral. También pueden utilizarse para este revestimiento láminas de fieltro de lana mineral con una hoja perforada de aluminio interpuesta a modo de ánima que refleja n eficazmente el calor. así co mo placas de fibra mineral montadas sobre tela metálica y con bandas laminares de aluminio a modo de refuerzo.
Hz CielO RASO ACÚSTICO «WABEN» REDUCE EL NIVEL DE SONIDO DIFUSO EN UN LOCAL MEDIANTE SUPERFICIES ABSORBENTES
SISTEMA DE SUSTENTACiÓN DE UN CIE LO RASO «( SOUNDEX»
Sirven como pantallas para las luces instaladas encima y ocultan las instalacienes suspendidas del foriado
Bude var¡able para mantener la distanci a
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111
TECHO VENTILADO G+ H CON PANelES
DE METAL LIGERO Suspensión mediante muelles
2 3 4
Gancho de chapa Gula portadora Panel de meta l ligero perforado o sin perforaciones
5 6 7
Gu ia de ventilación, de metal
8
Angular de hierro de unión a la pared
Placa fonoabsorbente de Sillan Mu elle opresor
I
I I
I
~ Guia de ventilación G + H Arriba : Tipo A (Metal) Aba jo : Tipo K (Plástico)
Sistema de introducción del aire V mezcla con el aire del local Reproducciones del 1oI1e10 de ,. CItN Griinzweig und H.rtmMn AG. 67 Ludwigsh.fen.m Rhein
Otro tipo lo constituyen los casetones de chapa metálica perforada . que sostienen placas d~ material aislante, y se colocan unos junto a otros. Los bordJs de- los casetones están doblados para aumentar la rigidez de ~us caras y facilitar su suspensión mediante perfiles metálicos. Las placas son de fibra mineral adherida a una lámina de plástico. La chapa portante está revestida por ambos lados con una pelicula plástica. También en estos cielos rasos se ha estudiado la posibilidad de introducir aire acondicionado a través de rendijas que se dejan entre hileras de casetones. los emparrillados colgantes son el procedimiento más indicado para una absorción acústica eficaz en locales grandes. Su mayor ventaja consiste en que dejan pasar la luz. las placas absorbentes no se montan, como en los cielos rasos estudiados hasta ahora. paralelamente al plano del techo sino perpendicularmente al mismo, revistiendo las caras del emparrillado, de alturas desde 25 cm hasta 100 cm. La retlcula del emparrillado puede dar lugar a celdillas triangulares, rectang"ulares. cuadradas o simplemente franjas. Colocado bajo lucernarios este dispositivo
112
permite totalmente el paso de la luz, contribuyendo a su difusión. Los puntos de luz artificial pueden colgarse de la reticula o. si se desea luz indirecta, colocarse en la parte superior. Con el impacto simultáneo de las ondas sonoras sobre ambas caras de una lámina absorbente se consigue la máxima eficacia acústica de este cielo raso. Por ello proporciona , con el mismo gasto de material, mayores absorciones y mayor efectividad en la gama de bajas frecuencias. Como se vio al estudiar los fundamentos físicos de la absorción sonora. existen un gran número de posibilidades entre las que el arquitecto puede optar para decidir qué tipo de revestimiento es más adecuado al propósito del local. Los absorbentes porosos deben cubrirse con capas permeables al sonido. El recubrimiento debe escogerse teniendo en cuenta necesidades higiénicas y estéticas -forma y color- y debe presentar cierta resistencia mecánica. Tambié n hay que prever, con frecuencia . que sea lavable. Las placas perforadas o hendidas. las mallas o tejidos ya sean de plástico, fibras téxtiles, vidrio o rejilla de madera o metal son materiales de recubrimiento usados comúnmente. También
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Suspensión medianle muelle
Placa fonoabsorben18 de Sillan
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Gancho
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Panel sin perforaciones
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Frecuencia f Según dictámenes GS 18/65 y 19/65 del Instituto de FIlia Técnica. Stu ttgart.
pueden utilizarse bandas de cloruro de polivinilo esponjoso que con sus poros bien cerrados por una cara ofrece grados de absorción interesantes. En los locales húmedos pueden extenderse bandas de 20 a 30 mm de espesor de este material directamente pegadas a las paredes o al techo; presentan una superficie lisa, son lavables y protegen contra la humedad. Para grandes naves industriales puede resultar práctico revestir sus fachadas y cubiertas por completo con material absorbente. Con ello no sólo se provee de protección acústica. sino también térmica , que se incorpora al mismo tiempo con aquélla. Una placa de metal mineral sostenida libremente detrás de una rendija de ventilación constituida por delgas onduladas de fibrocemen-
CIELO RASO ACOSTICO DE CASETONES DE METAL LIGERO
CQHtones de chopo perforodo SO X SO cm o bien 33,3 x 33,3 cm rellenos con to.no. minerol
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to, por ejemplo, ofrece un sistema eficaz para fachadas y techos " respirantes" aptos para desafiar las más extremadas condi ciones de temperatura y humedad. Estas mismas placas absorbentes acústicas a base de fibra mineral resultan. interpuestas en la estructura portante de acero o aplicadas debajo de la misma, una excelente medida de protección contra el fuego. según la DIN 4102 . Absorción sonora en muros de ladrillo También un muro de ladrillo sin revoque presenta, en cierta medida, cualidades absorbentes. El grado de eficacia como absorbente acústico depende del aparejo del muro. Por otro lado. aparte de las cualidades intrrnsecas del mismo Que tienen que ver con material y forma del' ladrillo. textura, proporción de juntas y profundidad de éstas, etc., existe la posibilidad de incluir resonadores en su puesta en obra, con lo cual llegan a conseguirse incluso grados muy altos de absorción sonora. El grado de absorción de una superficie de ladrillo visto oscila entre 0 ,05 y 0 ,2. Una capa antepuesta formada por ladrillos gruesos con celdillas (tochana!. o bien por ladrillos-celosía con superficie hueca predominante. proporciona, sobre todo si la capa lleva por detrás unas placas de fibra de vidrio o fibra mineral, un notable incremento en la absorción. Concretamente. con ladrillos-celosía con un 47% de superficie abierta y 5 cm de profundidad en sus huecos se consiguen grados de absorción alrededor de 0 ,8 para frecuencias superiores a 400 Hz. Al separar la capa antepuesta del . muro se mejora la absorción para las bajas frecuencias pero disminuye la misma para las altas. Este fenómeno se debe al efecto de resonancia del tabique absorbente. La frecuencia de resonancia de este último puede variarse jugando con distinta separación o cámara de aire y distinto espesor de ladrillos, toda vez que es fija la proporción o porcentaje de superficie de orificios. De hecho, los ladrillos normales llamados " huecos" o con orificios son tan sólo mediocremente apropiados para capas antepuestas de absorción, a causa de su escasa superficie relativa de orificios. Por ello su grado máximo de absorción se verifi ca para una gama limitada de frecuencias determinada por la anchura de la cámara de aire que brinda .Ia separación entre capa y muro y por el espesor de los ladrillos que se han utilizado para construirla. Si se mantiene la anchura de la cámara de aire entre celosía antepuesta y muro de 6 cm y 25 cm, por ejemplo, la absorción empieza a ser eficaz desde los 200 a 300 Hz. Pero si s610 interesa absorber las altas frecuencias se puede prescindir por completo de la cámara de aire y construir la pared de celdillas pegada al muro portante. con lo cual lo único que se ha hecho es ampliar la superficie de contacto exterior - hasta quintuplicarlasiendo así que no actúa como resonador y, por tanto, no cabe esperar absorción alguna de las bajas frecuencias. Aparte de los ladrillos huecos o de los ladrillos-celosia también se utilizan otros materiales como placas de cartón enyesado, tableros aglomerados de vi~uta de madera o de fibra de madera, con características parecidas y cuyo campo de absorción máxima puede asimismo, variarse enormemente. Cuando tales materiales se utilizan en locales con el fin de mejorar su audibilidad. se recomienda efectuar un dimensionado riguroso de estas superficies absorbentes y una cuidadosa combinación de las mismas con superficies reflectantes. Amortiguadores sonoros para conductos V tuber(as En las instalaciones de ventilación, de calefacción por aire caliente y de acondicionamiento del aire es impulsado éste por medio de ventiladores accionados por motores. Este accionamiento produce ruidos que se propagan por las tuberías hasta las salas y locales ventilados o acondicionados. Estas tuberías o canalizaciones están ordinariamente hechas de obra enlucida con yeso o bien son de chapa. Las medidas más eficaces para evitar la propagación de aquellos ruidos por las mencionadas canalizaciones consisten en revestirlas interiormente con placas de lana mineral de 20 a 40 mm de espesor. Cuando se hace así en conductos de 30 x 30 cm de sección y en una longitud de 4 a 5 m y, si es posible, en un sector en que haya varias acodaduras o cambios de dirección. puede lograrse. en la mayoría de los casos. una suficiente atenuación del ruido.
113 SchmiH - 8
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SILENCIADOR DE . RELAjACIÓN»
Para casos especiales en instalaciones industriales con tubería s procedentes de sopladores de pistón rotativo. compresores, motores de combustión. turbinas a gas. etc .. eS.aconsejable pedir el asesoramiento de un experto en protección acústica y no confiar únicamente en los industriales e instaladores. Cuando varios locales contiguos se abastecen con una misma tubería de aire acondicionado no basta . normalmente, con que se ponga .un " silenciador" en la entrada co mún. Para impedir la propagación a través de la tubería de los ruidos de palabra habl ada o música q ue se generan en un local y alcanzan al contiguo, debe dotarse a dicha tubería genera l de silenciadores entre cada dos loca les o instalarlos en los arranques de las tuberías deri vadas que partiendo de aquélla va n a cada local. Esto último debe tenerse en cuenta, particularmente. en ofi cinas. estudiqs radiofónicos y laboratorios de son ido. Los silenciadores para cond uctos de aire acondicionado requieren un espacio mínimo imprescindible. que debe conside rarse como parte del volu men de la instalación e~ el mo ment'o del diseño. Su tamaño dependerá de la amortiguación sonora deseada y del caudal de aire que ci rcula.
Paredes y techos aislados de las vibraciones Para completar las nocio nes dadas anteriormente sobre la protección co ntra la propagación del sonido en los sólidos y co ntra las trepidacione s. se dan a continuación instrucciones para el empleo práctico y la puesta en obra de los distintos elementos elásti cos y ca pas aislantes. DISMINUCiÓN DE LOS RUIDOS PROPAGADOS POR LAS TOBERAS DE AIRE ACONDICIONADO
FIG o 312/1
PROPAGACiÓN DE RUIDOS PROVENIENTES DE LAS MÁQUINAS (2) PROPAGACiÓN DE SONIDOS ENTRE LOCALES A TRAV~S DE LOS TUBOS DE LA INSTALACiÓN (1)
Envoltura absorbenle de rUidos en los tubos
Elementos elásticos y capas aislantes Para lograr un buen aislamiento es fundamental tratar de obte ner en el sistema una frecuencia propia lo más baja posible. Para ello co nviene utilizar masas muy grandes sobre materiales elásticos blandos. Por consiguiente hay que aumentar la masa de la máquina que se desea aislar, lo cua l se co nsigue. en las instalaciones fijas, mediante la adición de un zócalo de cimentación de importante masa. La máquina ti ene que ir fuertemente fijada co n pernos a ese zóca lo y además unida y co nsolidada con material
DATOS DE LOS MATERIALES AMORTIGUADORES Módu lo elasticidad para la carga mdximo 1) Apoyos amortiguadores para lus m6qu i ncu
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locale. cerrado.
Para evitar con seguridad el arrastre de las fibras de la lana mineral por las corrientes de aire. cua ndo éstas son violentas. se puede impregnar la superficie con una resina artificial que en nada perjudi ca la absorción del ruido. Para ir sobre seguro y en los casos en Que hay que proceder a alguna limpieza podr~ disponerse un forro de chapa perforada sobre el material absorbente o revesti r éste co n alguna hoja metálica ligera , provista de ori ficios . pegada a dicho material. Cuando los conductos tienen dimensiones de más de 50 x 50 cm o cuando el trayecto del que se dispone para el revestimiento absorbente del sonido es co rto, es preciso subdividir la corriente. Para ello se constituyen "silenciadores" especiales que pued en ir en la m isma tubería o instalarse en tramoª---d e mayor anchura dejados a ta l efecto. En la figura superior Puede verse un modelo típi co de tales " silenciadores" de relajación a base de placas yuxtapuestas longitud inalmente respecto al sentido d e la co rriente, dentro de una cápsula de chapa metálica cuya sección es, por lo ' m enos, doble de la normal. Estos amortiguadores acústicos de relajación se han estudiado, especialmente. para que retengan las co mponentes de baja frecuencia, ya que éstas eran . dentro de los ruidos residuales de las instalaciones. las más difíciles de absorber con los revestimientos simples antes descri tos. Según el nivel sonoro tolerable en el local y la intensidad del ruido producido por el venti lador, que aumenta rápida mente co n la velocidad de giro de su hélice. pueden llega rse a necesitar banda s amortiguadoras desde 1 a 3 m de longitud .
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1) El módulo de elasticidad aumenta con lo carga y también con el espesor del material. Los valore. inferiores son vólido. para la lana mineral en espesores u.uale. de la. capa. para amortigua ción de r uidos de pisadas. t) Variable para grados de blandura DVM entre 100 y -40.
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aglomerante, con lo cual los movimientos que pudiera provocar en toda la masa una fuerza excitatriz cualquiera se reducen mucho. En la tabla precedente figuran los datos más importantes rela t ivos a los aislantes más usados para interceptar el sonido en los sólidos. Como se puede apreciar en ella, con resortes de acero pueden lograrse las fre cuencias propias más baja s y, por tanto, los coeficientes de aislamiento más elevados. Frecuentemente, sin embargo, se desea una mayor inmovilidad de la máquina, es decir que ni las cargas adicionales ni los choques puedan ocasionar que la masa del conj unto ceda o haga movimiento. Tampoco suelen ser admisibles la s f uertes sacudidas o choques cuan do la máquina tiene juntas o conexiones con tuberías y conductos. En tal caso hay que recurrir a una combinación de los resortes de acero con amortiguares Hquidos y de rozam iento. Como estos medios actúan disminuyendo el aislamiento, en la mayor parte de los casos es conveniente construi r las bases de sustentación duras con goma o corcho. La goma no tiene la elasticidad de volumen que tiene el corcho, por lo cu al conviene usarla en elementos aislados independientes, o bien en forma de esponja o espuma de goma o de placas con papilas, con lo cual el material al ser comprimido puede expansionarse lateralmente. Lo más barato y sencillo ~s la aplicación de capas aislantes de lana mineral o de corcho en forma de almohadillas o placas, porque existe entonces la posibilidad de horm igonar inmedi atamente encima de ellas. La elección del tipo de aislante debe hacerse. en primer término, a base de la frecuencia propia que se desee obtener que, por lo regul ar, será como máximo la mitad de la frecuencia de trabajo f = n/60 (siendo n el número de revoluciones por minuto de la máquina. y f la frecuen cia de trabajo en Hz o ciclos por segundo). El empleo de almohadillas de fibras minerales o placas de estas mismas fibras. o algún tipo de placas de corcho prensado antipulsita. debe decidirlo en cada caso la carga que ha de intervenir. La superficie del material aislante debe elegirse de manera que se pueda alcanzar la máxima carga admisible en las placas de sustentación. Para cada aplicación es necesario determinar el tipo de placa y su espesor de acuerdo con las ca rgas específicas y las frecuencias principales de vibración, o números de revoluciones de las máquinas, o número de percusiones o choques.
CIMENTACiÓN ESPECIAL AISLADA DE TREPIDACIONES DENTRO DE UNA FOSA O CUBETA
------}- M6. q uina.
Si existe peligro d. fitfraci6n de aguo s. interpone copa el. ca.rtón asf6.ltico
'====="=====""", Juntos rellenos de colo adhesivo
L __
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,CIMENTAOÓN SOBRE-ELEVADA CON CAPA AMORTlGUANTE DE CORCHO POR DEBAJO
"",,,,,,/ -----( --. _-. ,·1'·/ "- f<-------Basamento de lo máquina.
Copo omortiguont. de corcho pega.da. con osfo.lto y cubierto con corlón bitu minoso
Loso sobre el terreno o forjado de piso
Ejemplos de aplicación a las obras Una vez determinada de acuerdo con las precedentes instru cciones la base aislante que hay que aplicar de ca pas de materiales fibrosos. de elementos de goma. de placas de corcho o de resortes de acero. se plantea el problema de la forma más adecuada de su aplicación.
Capas de materias fibrosas Se suelen emplear casi siempre debajo del pavimento (flotante). Las reglas para su aplicación sirven también a las cimentaciones de tipo ligero para maquinaria , que en la práctica se acostumbran hacer con una sola placa delgada de hormigón sobre la cual va montada la máquina correspondiente. En este caso es también necesa rio un terreno bien aplanado y una cubierta de papel, y en los bordes o intersticios debe doblarse hacia arriba la capa aislante. Deberfa siempre moldearse un 'bor dillo o reborde todo alrededor, con lo que se imposibilitarían los desplazamientos laterales de las placas de cimentación. Placas de corcho Deben ser aplicadas según las indicaciones dadas. Sobre el fondo de una caja o excavación de cimientos revestida formando una cuba o artesa, que en el caso de máquinas sometidas a fuertes choques o trepidaciones debe armarse especialmente en la parte de la solera y zona baja de las paredes laterales. se colocan las placas de corcho con sus juntas bien cerrada s. Caso de considerarse necesario, en atención al nivel de las aguas subterráneas, la solera de la cuba deberá ser impermeabilizada. También será oportuno colocar entonces una capa de barrera sobre las placas de corcho. Las juntas verticales en'las líneas de contacto de las placas no deberán en ningún caso relle-
narse con betunes ni con mortero. El hueco entre la pared de la cuba y la cimentación ti ene que ser lo sufici entemente ancho para que el encofrado empleado para hormigonar pueda extraerse de manera segura y completa . Hay que procurar también que no caigan en él restos de mortero o de piedra . Para ello es preciso tapar el hueco por arriba tan pronto como se haya extraído el encofrado. Si una máquina desarrolla enérgicos esfuerzos horizontales Que podrían producir desplazamientos de la cimentación, el hueco en cuestión debe rellenarse por completo, para lo cual es suficiente, por lo regular. el corcho " expansita" aglomerado con alqu itrán . Sin embargo, el efecto aislante es mejor si el hueco queda sin re llenar porque las placas de corcho interpu estas transmiten , ya desde que se hormigona la cimentación, y por esfuerzo corta nte, fuerzas vertica les haciendo más rígido en esa dirección el mullido elástico del conjunto, con lo cual se empeora el efecto aislante. Para máquinas que producen choques o trepidaciones más débiles y pa ra máquinas ligeras que pueden colocarse sobre techos de pisos, es posible otro t ipo de cimentación de obra exenta distinta de las hasta ahora descritas, que se basaban en una bandeja móvil sobre placas de corcho, situada en el fond o de excavaciones formando una cuba o artesa. Elementos de goma Deben disponerse de manera que no es"tén expuestos al aceite ni al agua y sean accesibles para la limpieza . Se emplean, por lo tanto, preferentemente debajo de ci mentaciones bajas y aisladas o inmediat amente debajo de los zócalos de las máquinas o de sus bastidores de apoyo.
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En los casos en que fuera posible debería aumentarse la masa de los bastidores de apoyo hormigonándolos. Hay combinaciones de metal y goma que se suelen suministrar en forma de carriles o guías. Tienen la ventaja de que pueden trabajar a compresión o a esfuerzo corta nte. La coloc::ación de placas con franjas o salientes discontinuos de goma bajo los apoyos de las máQuinas es muy sencilla. Su resistencia es de 2 kg/cm 2 • A causa de su escaso espesor -entre 5 V 10 mm- no cabe esperar de estos dispositivos más Que una limitada amortiguación del sonido propagado por los sólidos. Resortes de acero Para la aplicación de re sortes de acero se proyectan grandes cimentaciones con una estructura portante de acero, de manera Que los elementos elásticos puedan ser colocados posteriormente en las inmediaciones de las aristas superiores de la cimentación y debajo de un reborde saliente en forma de platina, con lo cual quedan fácilmente accesibles. Para las máquinas ligeras como fuelles mecánicos con motor, es suficiente disponer una placa de cimentación, debajo de la cual los resortes de suspensión se colocan simétricamente respecto a la vertical del centro de gravedad. Las distancias entre puntos de apoyo deben escogerse de manera Que den lugar a pares de fuerza iguales con lo que se garantiza la permanencia de la placa en posición horizontal. las baja s frecuencias propias del sistema dan según la ecuación
FLEJE DE ACERO DOBLADO QUE FORMA UN MUELLE LONGITUDINAL MEDIDAS Y CARGAS MÁXIMAS
Cargas
Número de rizos (1) por . metro de Aeje
Anchuro.
:JXlO
7
100
2000
5
kg/m
.
100
1(00
7
30
500
5
30
Altura o grosor total 40 ± 1 mm
Flecho en caso de corgo. mcb:ima ..,S mm
SUSPENSiÓN DE RESORTES DE ACERO EN LOS APOYOS DE UN VENTILADOR
En el grupo impulsor de ventilación .. colocan .1 motor y el soplador sobre el mismo bastidor. Los apoyos se diJlribuyen sim'tricament. respedo al centro de gravedad común
importantes deformaciones de los resortes. Por ejemplo : 6 .2 cm para f o = 2 Hz o 5 mm para f o = 7 Hz.
mm
p",t.,:c;/'n aislont.
LOSA DE APOYO SOBRE BASTIDOR DE METAL Y GOMA SECCiÓN
ALZADO
portante, medio PN l/lOO Gula perif'rica de meted y gomo. de 7 cm de anchura y mcb:imo 350 kg / m
Placa interpueJla de atornillado o lo metal y goma, losa del forjado
PLACA PESADA ANTEPUESTA A UNA PARED Y SUSTENTADA MEDIANTE FLEJE DE ACERO
116
Con 7 Hz de frecuencia propia , la amortiguación sonora es efectiva para todas las frecuencias mayores de 10Hz. Justamente esta frecuen cia propia es la que se alcanza con los flejes de acero ondulados Que pueden verse en las figuras adjuntas, cuya sección presenta dobleces retornados a modo de meandros. Sus dimensiones son: altura 40 mm, anchura de 30 a 100 mm Que corresponden a cargas máximas entre 500 y 3000 kg/m 1. Estos flejes con pliegues (o muelles de banda) pueden utilizarse debajo de cualquier tipo de plataforma de cimentétción. Pero preferentemente se utilizan para paredes de dos capas en estudios radiofónicos o gabinetes de ensayo acústico para laboratorios a modo de suspensión elástica para la capa interior o para el segundo pavimento. Un derivado de este sistema de flejes con pliegues se utiliza en los pavimentos vibrantes tan usados hoy en día en los gimnasios y pabellones deportivos. Tambi én puede utilizarse con este sistema un revestido final de suelo blando idéntico a como se hacía sobre los techos de madera dobles. Cuando se disponen una serie de resortes de acero debajo de una cimentación de una máquina de gran peso y con distribución desigual de cargas, repartiéndolos alrededor del contorno, la desigualdad de sus deformaciones daría una posición inclinada al conjunto. Por ello hay que colocar los resortes simétricamente respecto a la vertical del centro de gravedad de la máquina, o prever otra plataforma compensatoria debajo del conjunto. Así, pues, los elementos elásticos de acero en su mayoría van provistos de tornillos de regulación de su altura, con lo cual puede compensarse dicho efecto, hasta lograr Que la máquina recupere su posición horizontal. Con el fin de evitar sacudidas fuertes cuando las solicitaciones o choques poseen la frecuencia propia del sistema se disponen paralelamente a los elementos elásticos unos émbolos y cilindros de aceite semejantes a los amortiguadores telescópicos de choques en los automóviles.
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También existen los llamados "sistemas complejos" en que se combinan muelles y émbolos a vapor. Las cimentaciones de los martinetes de carda libre y de los pesados martillos-pilón de vapor o aire comprimido deben ser calculadas cuidadosa mente. En las máquinas, motores, bombas y ventiladores aislados de vibraciones hay que evitar las transmisiones indirectas a través de sus propias tuberfas de entrada de agua, sonda de gases, aire, así como de los ejes de rotor y estator. Para ello sirven las tuberias flexibles, que para agua fria y caliente podrán ser de goma o de prástico, y para vapor y tubos de escape de fuell es metálicos o mangas flexibles también metálicas. En muchos casos es suficiente que las conducciones demasiado gruesas no salgan directamente en ángulo recto de la máquina, sino que el primer tramo -por ejemplo de 1 m de longitud- tenga una elasticidad a la flexión que perm ita suficiente flexibilidad . Las tuberras sujetas fu ertemente a la máquina deben mantenerse elásticamente separadas del edificio, por ejemplo mediante abrazaderas flexibles. En los ventiladores, los tubos de lona evitan completamente la propagación de vibraciones. Para los árboles transmisores de par de giro se emplean ~orrien temente embragues flexibles. Datos para el cálculo preliminar Para poder estudiar un problema de aislamiento contra el sonido en los sólidos, es preciso conocer datos exactos sobre los puntos que citamos a continuación para utilizarlos como bases de cálculo. ¿Qué es lo que se exige del aislamiento? ¿Es suficiente el efecto aislante para las frecuencias audibles o bien se desea también protección contra las trepidaciones? Lugar de la instalación: ¿ Sobre terreno natural? ¿ Cómo está el subsuelo? ¿ Nivel del agua subterránea? En pisos: Construcción de techos y pisos TIpo de máquinas, número de ellas, superficie en planta, peso, cargas del tránsito, superficie de los apoyos (tamaño y forma ), número de revoluciones, altura, situación del centro de gravedad (distribución de las cargas), masas con movi miento de vaivén (fuerzas dinámicas). En los martillos y martinetes: Peso de los cimientos y forma de los mismos, si es posible acompañando planos. Peso de la armazÓn o soporte, martillo o masa que golpea, yunque, número de golpes por minuto. energía empleada, apoyo del yunque (¿hay basamento?). distancia de los objetos a los que se puede perturbar. Tipo de cimentación previsto.
Absorción de las vibraciones en /a obra También se producen trepidaciones a causa de las vibraciones del terreno. Estas vibraciones se propagan esférica mente desde un punto de origen - igual como el sonido. Distinguimos entre: 1. Las trepidaciones repentinas y sin repetición, como las qu e se producen, por eje mplo, a causa de explosiones, de percusiones de martinetes e incluso de terremotos. 2. Las trepidaciones periÓdicas y permanentes. Principalmente están producidas por el tráfico sobre ca rril es: el tráfico ferroviario, el de los tranvías, y finalmente por el tráfico rodado, especialmente de los camiones en las ciudades. Las trepidaciones del terreno debidas al tráfico sobre raíles aparecen principalmente en las juntas de los carriles, yen las calles se producen a causa de rugosidades, baches y juntas en el firme. Las trepidaciones que resultan de máquinas pesadas y sobre todo de las de apisonar pueden transmitirse incluso a través del agua subterránea a muchos kilómetros de distan-
cia. La medición de la intensidad de trepida ción, así como las medidas para la protección de las obras, están reglamenta das en la norma DIN 4150: "Protección contra trepidaciones en la construcción".
Efectos sobre /a estructura de /a obra Las trepidaciones repentinas causan tensiones adicionales en los elementos constructivos y en la estructura total. Las trepidaciones y vibraciones de mayor duración y las permanentes relajan la estructura de los materiales y de los eleme ntos constructivos. Cuando la frecuencia de las vibraciones propias de un edificio coincide con la del excitador d ~ las trepidaciones, se aumentan considerablemente las vibraciones y con ellas las tensiones adicionales en la estructura. Este efecto se hace notar en mayor grado en los pisos altos. Debido a las trepidaciones se relaja también la estructuración del terreno, lo que puede producir unos asientos de los fundamentos que se convierten en peligro cuando se producen irregularmente. Posibles medidas contra la transmisión de trepidaciones a construcciones 1. Emplazamiento Sin tomar medidas constructivas especiales la transmisión de trepidaciones sólo puede evitarse en la mayor parte de los casos haciendo que exista una distancia adecu ada entre la obra y el foco de las trepidaciones. Ya en la elección del emplazamiento de una obra, o mejor en la confección de los planos de ordenación de volúmenes de los planes parciales, habrá que tener esto en cuenta tanto como las medidas contra molestias por ruidos (ruidos y trepidaciones se producen muchas veces simultáneamente). Esto se refiere principalmente al emplazamiento de hospitales, p.scuelas y zonas residenciales. 2 . Redu cción de las causas Muchas veces no puede evitarse la transmisión de trepida ciones,. pero puede reducirse en la mayoría de los casos su intensidad en el foco de' su origen. Ejemplos: reforzar o mejor soldar las juntas de carriles; los firmes de las vías pueden arreglarse y alisarse, y los baches y los badenes pueden hacerse desaparecer; las máquinas se colocan sobre un fun damento de peso adecuado y se las equipa con una suspensión bien dimensionada . 3 . Medidas en la obra Si a pesar de todo, hay que contar con que se transmitirán trepidaciones a una obra, las medidas a adoptar ya deben comenzar con el estudio del terreno. Habrá que realizarlo a una mayor profundidad que la normal. Además hay que comprobar la resistencia del terreno a las vibraciones. Los fundamentos deben dimensionarse de tal forma que no puedan producirse asientos irregulares. Como las vibraciones, a través de la base de cimentación, también afectan a las paredes del sótano, habrá que ejecutarlas (paredes exteriores, paredes de carga y paredes divisorias) como un conjunto rígido, con sus elementos unidos
MEDIDAS CONTRA LA ·TRANSMISIÓN Del SO NIDO EN LOS SOLIDOS Fundamento propio de las máquinas
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Capa intermedia elástica
Zan ja de ventilación sin unión , con la pared
I
117
entre sI. En todas las paredes de hormigón se disponen entonces (como en las zonas de minería), en los bordes superiores e inferiores. unas armaduras, de modo que tales pared~s actúan como vigas. Entre el techo del sótano y las paredes se establece ':Ina unión capaz de resistir esfuerzos. Para evitar el choque entre las vibraciones del terreno y los muros exteriores, se dispondrá una zanja en el lado donde está el foco de las trepidaciones, a lo largo de toda la cons-
trucción. Cuanto más pesada y más homogénea ~ea una obra en su estructura, mejor resistirá las trepidaciones. Por tal razÓn en la obra de fábrica , la resistencia del mortero debería aproximarse a la de las piedras o ladrillos. En obras de ladrillo deben emplearse morteros de calo morteros de cemento según DIN 1053. Las uniones rigidas siempre son más convenientes que las articulaciones.
Si ya durante la ejecución de la obra gruesa se perciben transmisiones de vibraciones, habrá que pensar a tiempo en tomar medidas para evitar posibles resonancias. La frecuen cia de las vibraciones propias de una obra puede calcularse s610 aproximadamente. En algunos casos para evitar resonancias s610 existe el recurso de modificar el peso propio de la obra. Después de acabar los distintos pisos habrá que medir las transmisiones de oscilaciones, y para hacerlas desaparecer habrá que ejecutar el edificio con una planta menos de las proyectadas o aumentar el número de plantas -si la estructura lo permite- en una o dos. Las vibraciones propias de un edificio se notan, en las plantas más altas, s610 después de algunos minutos de estancia . Si estas vibraciones están producidas por una o varias máquinas, muchas veces es ya suficiente acelerar su número de revoluciones para hacer desaparecer las vibraciones.
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Paredes
Las palabras " pared" y "muro" se emplean hoy dla como sinónimas, pues aunque sean de etimologia diferente es imposible distinguir con precisión el significado de cada una de ellas, Distinguimos las paredes según su materia l, su tipo de fabricación y su función constructiva o estática. A continuación consideramos en primer lugar las paredes como elementos de carga , su fabricación mediante piedras naturales o artificiales o bien mediante los distintos tipos de hormigón; después, las paredes en general como elementos de la estructura , sus distintas solicitaciones y su composición constructiva.
Paredes de obra de fábrica Amontonando piedras naturales, fragmentos de piedra y rocas erráticas. nuestros antepasados construían paredes delante de las cuevas en Que habitaban. Muros sin mortero, hechos de piedras naturales elaboradas de unos tamaños sorprendentes, de 3 y 4 metros de longitud , los encontramos ya en Egipto alrededor del año 3000 a.C. Los llamados " muros en seco", hechos con piedras' de tamaño más manejable y cuyas juntas están cerradas a lo más con tierra , aún existen en gran número en Alemania, como por ejemplo los muros de sustentación en las viñas. Hasta hoy día se aplica este tipo de muro en el campo de la jardinería y la arquitectura paisajista. Un desarrollo especial, paralelo a la construcción en piedra con juntas de mortero, se presenta en los templos egipcios y griegos, que se ejecutaban con juntas dimensionadas exactamente, sin ningún tipo de mortero. También el desarrollo de la construcción en piedra con juntas amarte radas, es decir, formando cuerpos homogéneos y resistentes a la compresión comenzó en Egipto. Desde entonces las piedras naturales -tanto con relleno de juntas como sin él- han dominado la historia de la arquitectura hasta principios del siglo xx. en lo referente a edificios públicos y representativos. las casas de viviendas, en cambio, muy raras veces se hacían de piedra natural, ya que eran demasiado caras en comparación con la construcción de entramado y de barro. En las civilizaciones antiguas de los sumerios, .Ios babilonios y los egipcios, el barro se utilizó como principal materia de construcción de gran plasticidad. Por eso las construcciones de adobe se cuentan entre las más antiguas. Tambiér en el Asia Menor, por ejemplo en Troya, y en Grecia , se ejecutaron los edificios en barro. Las primeras construcciones en ladrillo cocido se sitúan en M esopotamia . Los romanos continuaron el desarrollo de la fábrica de ladrillo , creando con la ayuda de su mortero puzolfmico unos cuerpos de construcción muy homogéneos y sólidos. En estos casos, muchas veces se aplicaron los ladrillos sólo como revestimiento o como capa intercalada, junto con piedras naturales y pedazos de rocas. El desarrollo del actual aparejo de ladrillos tiene su origen en la época del Ren acimiento, al igual que los principios de las ciencias naturales de la mecánica causal.' Como las obras de piedras labradas exigen un esfuerzo de trabajo considerablemente mayor, la construcción en -ladrillo ganó
importancia. Sólo donde habla piedras naturales adecuadas en las cercanías inmediatas, teniéndolas a mano por decirlo así. se conservaron los muros de piedra natural , en su forma más sencilla de muros mampostería, hasta el siglo XIX. Aproximadamente a partir de esta fecha , en que se introdujo una transformación en el método de producir acero, a base de hulla y de coque, también la cocción de los ladrillos en los nuevos hornos experimentó una mejora considerabl e. . De este modo el ladrillo se convirtió en el material de primer orden para casi todo tipo de construcciones y se ha mantenido esta posición hasta mediados de nuestro siglo. La dureza de la profesión de albañil, que hay que ejercer al aire libre aunque haga mal tiempo, es la ca usa de que cada vez haya menos aprendices, mientra s que el número de construcciones ha aumentado después de la segunda guerra mundial en dimensiones antes no conocidas. Al principio fueron justamente los ladrillos aprovechables, sacados de las ruinas de las ciudades destruidas por los bombardeos, los que posibilitaron una primera y rápida reconstrucción sin grandes medios técnicos auxiliares. A pesar del desarrollo de los ladrillos huecos y perforados, que con dimensiones mayores, pero con un peso adecuado, reducen el espesor de la pared y aumentan considerablemente el rendimiento de trabajo de los albañiles, las paredes de ladrillo construidas a mano han ido desapareciendo cada vez más en las grandes obras, debido a la escasez de obreros especializados. Mas para ciertas constru cciones de tamaño mediano, los ladrillos cocidos o aglomerados con cemento han podido mantener hasta hoy su posición en el merc.ado. Como hasta ahora no se conoce ningún material que pueda sustituir las funciones de la obra de fábrica y que sea más apropiado para las condiciones climáticas de los locales que el ladrillo cocido, la industria procura aplicar y desarrollar este material, en forma modificada , para la producción de elementos prefabricados de grandes tamaños.
Mortero
----
La palabra " mortero" se deriva de la expresión latina " mortarius" , con que se designa el caldero que se usó para cocer la cal. Se entiende por mortero un material plástico apropiado para cerrar las juntas, de asiento y verticales, y también las que quedan entre piedras desiguales o irregulares, y conseguir mediante un proceso del fraguado un cuerpo resistente a la compresión. Los morteros también sirven para alisar las superficies de paredes, <> para proteger fachadas con poca resistencia a la intemperie.
Composición del mortero Los romanos desarrollaron los conocimientos sobre la preparación del mortero y los porcentajes de mezcla que ya en un principio tenían los egipcios y los griegos. Para sus construcciones de bóvedas, de muros de ladrillos, de acueductos y de cloacas, etc., necesitaban un mortero resistente al agua de unos porcentajes de mezcla exactamente determinados. A la cal cocida se añadió toba volcánica pulverizada, tierra puzolánica , o
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I
Cal blanca fina
I
Cal débilmente hidráulica Control según DIN 1060
Control según DIN 1060
50
m
kg
-
No debe emplearse antes de 10 horas de inmersión en agua Nombre de la marca , fábrica, localidad
I
Cal eminentemente hidráulica
I
Control según DIN 1060
kg
40
I
- --- m -40
kg
Puede emplearse inmediatamente El mortero debe ser empleado después de 3 horas de amasado
Puede emplearse inmediatamente
Nombre de la marca, fábrica , localidad
Nombre de la marca, fábrica , localidad
EJEMPLOS DE ROTULACiÓN DE LOS SACOS
Distintivo de calidad de la cal, DIN 1060
también ladrillos pulverizados. A veces era suficiente añadir cal arcillosa para conseguir que el mortero adquiriera características
hidráulicas. También tenía gran importancia la calidad y cantidad de la arena, que fue elegida conscientemente. es decir, según las experiencias. Mezclando mortero, pedazos de piedras y ladrillos, se conseguía fabricar una especie de hormigón. cuya calidad aún hoy se demuestra en las ruinas antiguas.
Según la composición y el tipo de fraguado se distinguen los morteros en las siguientes clases:
" Mortero físico": El paso del estado pastoso o semiliquido al sólido se verifica mediante secado o fraguado sin recursos químicos. Esto puede aplicarse a los morteros de barro, los morteros de tierra refractaria . el mortero de asfalto y los modernos morteros adhesivos a base de materiales sintéticos.
" Mortero qufmico": El fraguado tiene lugar en forma de proceso químico. En este tipo de mortero contamos el mortero de cal. el mortero de cemento y el mortero de yeso. Las mezclas entre estos tipos de mortero y el empleo de distintos aditivos también se hacen frecuentemente . Hoy se emplean principalmente los morteros de tipo qu ímico.
Las cales en polvo fino se sirven envasadas en sacos de un con":"
tenido de 40 kg- 68 litros o de 50 kg - .85 litros.
Marcas distintivas La cal en polvo, apagada o sin apagar, tiene que llevar la marca distintiva correspondiente (p. ej. cal blanca , cal dolomítica, cal
hidráulica , cal romana) y la designación de " apagada" o "sin apagar". Además tiene que llevar el nombre o razón social de la empresa productora , el peso del saco (40 kg o 50 kg) Y las reglas para su utilización. Las fábricas que se han sometido a una vigilancia permanente de la resistencia de sus productos. sea a través del laboratorio
de la Unión de fábricas alemanas de cal (VDK). sea a través de un laboratorio oficial de ensayos de materiales, colocan en los envases de sus productos la marca DIN y el distintivo de calidad. Los sacos de papel van caracterizados, además en la siguiente forma:
Caf blanca y débilmente hidráulica Cal hidráulica ·Cal eminentemente hidráulica y cal romana
1 franja negra
2 franjas negras 3 franjas negras
Aglomerantes
Según su composición química y sus propiedades, se clasifican en: cales aéreas que sólo se endurecen al aire, y cales hidráuli-
Cal, cemento y yeso se designan con el nombre de aglomeran-
cas que también seendurecen bajo el agua.
tes. Como los aglomerantes puros (aparte del yeso de estuco) se agrietan durante el endurecimiento, habrá que mezclarlos con ' arena a porcentajes determinados. Aparte de esta función . la arena mezclada con los aglomerantes constituye el "soporte" para el mortero y su resistencia a la compresión.
Cal Se halla normalizada en la DIN 1060. Se obtiene calcinando la pi edra caliza por debajo de la temperatura de conglutinación. En ese esta do se denomina cal viva , y si se apaga sometiéndola al
tratamiento por el agua , se llama cal apagada .
Variedades comerciales La ca l que se emplea en construcción puede ser, comercialmente : Cal viva . en terrón o en polvo;
Cal apagada (hidrato cálcico). en polvo o en pasta; La cal hidráulica y la eminentemente hidráulica son cales totalmente o casi totalmente apagadas
120
Cales aéreas Contienen menos del 10% de elementos ácidos solubles. Se endurecen gracias a la combinación con el anhídrido carbónico
del aire y cediendo el agua que va quedando en libertad (desecación). Cal blanca Contiene por lo menos un 90% de óxido cálcico. El contenido de 6xido magnésico tiene que ser menor del 5%. Segú~ la importancia de su contenido de óxido cálcico se apaga con mayor o menor energía, es más o menos pastosa y presenta. después de su apagado y transformación en pasta, un tono blanco más o menos puro.
Cal dolomítica (cal gris) Contiene no menos de 90% de óxido cálcico + óxido magnésico. El contenido de óxido magnésico debe exceder del 5%, la cal dolomítica (en general) tiene un apagado más lento que la cal
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blanca y presenta después del apagado una tonalidad agrisada u obscura . de donde procede su denominación de car gris. Cal de .carburo Procede del aprovechamiento de los subproductos de la fabricación del acetileno que quedan en forma de cal apagada en pasta o en polvo. Cuando la fábrica productora está autorizada para ello, puede ser empleada en lugar de la cal blanca apagada. Cales hidráulicas Contienen más del 10% de elementos ácidos solubles. Se endurecen tanto al aire como bajo la acción del agua o de la humedad, alcanzan más rapidamente resistencias superiores a las de las cales aéreas y son, casi exclusivamente, cales en polvo que se sirven en sacos debidamente marcados. Deben seguirse con toda escrupulosidad las reglas para su preparación y puesta en obra, asr como las relativas a las plazas de fraguado de los morteros.
70 partes en peso de clinker de cemento portland y 30 partes en peso (como máximo) de escorias (hidráulicas) de altos hornos, granuladas por enfriamiento brusco. Cemento de altos hornos Se obtiene moliendo conjuntamente a gran finura una mezcla de 15 a 69 partes en peso de cHnker de cemento portland y 85 a 31 (respectivamente) de escorias (hidráulicas) de altos homos granuladas por enfriamiento brusco. Calidades Todos los cementos normales se encuentran en el m.ercado a base de tres calidades. Estas ca lidades van designadas según sus resistencias a la compresión, que alcanzan como mínimo las probetas de mortero normal preparadas y conservadas según prescriben las normas durante 28 dias. CLASES DE RESISTENCIA
Cal débilmente hidráulica Contiene de un 10 a un 15% de elementos ácidos solubles. Se apaga lentamente y tiene una resistencia mrnima a la compresión de 10 kg/cm'.
Clase de resistencia
Cal hidráulica propiamente dicha y cal eminentemente hidráulica Contiene por lo menos un .1 5% de elementos ácidos solub.les. La resistencia minima a la compresión de la pasta de cal endurecida debe ser de 50 kg/cm' en la cal eminentemente hidráulica , o de 25 kg/cm' en la cal hidráulica propiamente dicha . Cal romana Es una cal eminentemente hidráulica con un principio de fraguado rápido. Cemento Es un aglomerante hidráulico que se obtiene moliendo finamente el producto de la cocción, llevada por lo menos hasta principio de conglutinación (clinkerización), de mezclas de primeras materias debidamente dosificadas que contengan cal, sruee, alúmina y óxido férrico , haciendo luego si hace falta oPOrtunas adicio-
Resistencia a la compresión en kg/cm f tras
2 dlas mln.
7 dlas mln.
250
-
100
250
450
350 L')
-
175
350
550
F')
100
-
450 L')
100 200
-
450
650
-
550
-
F') 550
300
28 días mi><.
mín
l . El cemento portland, el cemento ferroportland. el cemento de altos hornos. y el cemento puzoljnico (trassl. con lento fraguado inicial, llevan la designación l ; tos cementos con mayor resistencia inicial. la designación F.
Marcas distintivas El envase, que en la mayoria de los casos es el saco de papel de 3 o de 4 hojas, y tiene capacidad para 50 kg = 42 litros (y = 1,2 kg/dm 3 ), debe llevar claramente legible la denominación del tipo Q clase del cemento, la calidad, el peso bruto, el nombre de la empresa produ<1tora y su marca, La impresión de estas caracteristicas y el color del envase distinguen y caracterizan la calidad del ce mento. COLORES DISTINTIVOS PARA LAS CLASES DE RESISTEN CIA Clase de resistencia
nes al proceder al molido final. Alcanza elevadas resistencias y es estable en el agua . La composición y las propiedades de los cementos vienen estipulados en las normas correspondientes. Todos los cementos que cumplen las normas oficiales se denominan "cementos normales", Aparte de los cementos normales, se conocen aglomerantes mixtos y algunos tipos de cementos no normalizados,
Cementos normales Los cementos normales vienen reglamentados por la norma DIN 1164. Por su composición se clasifican en diferentes tipos de cementos. Cemento portland Se fabrica moliendo finamente el clínker o producto conglutinado resultante de la cocción. Es el componente fundamental o básico para todos los cementos normales. Oos clases o tipos especiales de cemento portland son : el cemento metalúrgico y el cemento blanco. En el cemento metalúrgico, la alúmina queda casi totalmente sustituida por el óxido de hierro o de algún otro metal. Por esta razón, este cemento resiste bien el agua de mar o de pantanos. El cemento blanco es un cemento portland muy bajo en óxido férrico. Tiene un color blanco puro.
Color distintivo
Color de la impresión
250
violeta
negro
350 L 350 F
marrón claro
negro
450 L 450 F
verde
negro
550
rojo
negro
rojo
rojo
Cemento puzolánicoj!fass) El cemento puzolánico se produce moliendo en fábrica , conjuntamente, una mezcla de 60 a 80 partes en peso de clínker de cemento portland y otra de 40 a 20 partes en peso de puzolana con adición de sulfato de calcio. Los porcentajes del clinker de cemento portland y de la puzolana se refieren al peso total de la mezcla d~ los mismos.
Marca de los
aglomerantes mixtos
Cemento ferroportland Se obtiene moliendo conjuntamente a gran finura una mezcla de http://candelapro.blogspot.com.ar/
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El gasto de energia al fabricar aglomerantes mixtos es más reducido que al fabricar cemento. Además, las materias hidráulicas
ner sustancias perjudiciales. Son perjudiciales las materias des-
pueden ser aprovechadas mejor que con el cemento. Los aglo-
dencia orgánica (vegetales. compuestos húm icos. carbon es.
merantes mixtos, según la DIN 4207 , deben tener una resistencia minima a la compresión de 150 kg/cm'. Pueden sustituir el cemento en todas aquellas partes de las obras donde son suficientes resistencias más bajas que las que se obtendrran con el empleo del cemento.
especialmente lignito, etc.) .
RESISTENCIA A LA COMPRESiÓN
a 10$ de 28 dfas mino
75 (7 ,5)
150(15)
a los 7 dlas
Como sustancias desleíbles se consideran aquellas qu e tienen
menos de 0,063 mm de tamaño de particula Ivése DIN 4226, hoja 1.) El ensayo se hace según la DIN 4226 , hoja 3, edición de diciembre de 1971, capitulo 3.6.1.1. Si el contenido de materias desleíbles es mayor del 8% en peso, o si en el ensayo según DIN 4226, hoja 3, edición de diciembre de 1971 , capítulo 3.6.2.1 -ensayo con lejra sódica- se observa una coloración intensamente amarilla. pardusca o rojiza . debe demostrarse mediante
Resistencia a la compresión en kg/cm' (N/mm2 )
mln.
leíbles (por ejemplo, barro, arcilla) y las sustancias de proce-
I
I
máx.
350 (35)
pruebas adecuadas la aptitud para el empleo de los áridos en los morteros de los grupos 11 , lIa y 111: La composición granulométrica y la forma de los granos influyen
mania, actualmente hay una sola marca de cemento aluminoso
esencialmente en las propiedades del mortero. Las arenas de grano mezclado son las más favorables. La pasta del ag lomerante. con los granos finos de arena. actúa entonces como una cola para la unión de los granos más gruesos. La cantidad necesaria de aglomerante es, por lo tanto , redu cida. En cambio, si falta la fracción fina de la arena se necesita una
en el mercado: la " Rolandshüne " de los Altos Hornos de Lübeck. Se prepara y coloca en obra como los demás cementos,
tal caso se producen.
Cementos sin normalizar
Cemento aluminoso Es el más importante de los cementos no normalizados. En Ale-
mayor cantidad de aglomerante para rellenar los huecos que en
pero no puede ser mezclado con cementos de otra clase ni con
cal, pues en tal caso podrian producirse cementos de fraguado rápido. No es admisible el empleo de un agua de amasado que contenga sales.
Cementos natura/es Se diferencian del cemento portland en los métodos de fabrica ción, por suprimirse la preparación artificial de las mezclas cru -
das. Por la variabilidad de sus resistencias, sóio son admisibles para aplicaciones secundarias.
Cementos preparados Para la preparación de morteros "impermeables" se han creado algunos cementos especiales que hasta cierto punto tienen pro-
Granulometrla mixta
Falta (racción fina
Arena de 51' ,¡~ ~ homog'n.a Gran proporción d. huecos
Arena con des(Q.yorabl. (arma d. trano .
piedades hidrófugas. Cementos de esta clase son: el " Aquadom " , el " Antiaqua ", el "Siccofix". etc.
Yeso El yeso para construcción está normalizado en la DIN 1168. Está formado . por sulfato cálcico hidratado (CaSO. + 2 H,O), que por medio de la cocción es despojado parcial o totalmente de su agua de cristalización. Como el yeso es soluble en agua, sólo es aplicable a los interiores de los edificios. Por consiguiente, no puede ser considerado como aglomerante adecuado para
morteros de albañileria. Por su rápido fraguado, lo utilizan algunos artesanos con preferencia para la fijación de tacos, barandillas. rejas, etc., en la parte exterior de las construcciones. Esto
debe proscribirse porque si a tales puntos llega agua (lluvia o nieve) se forman sales solubles que atacan y corroen el hierro. En construcción, el yeso s610 puede interesar para enlucir interiores Y. ocasionalmente. para estucados.
Aridos Como .áridos para los morteros de albañilería y de enlucir sólo son apropiadas las arenas procedentes de piedras resistentes, limpias y no heladizas.
También exigen un elevado exceso de aglomerante las arenas de
grano homogéneo (con gran proporción de huecos) y las arenas con forma desfavorable de grano (aplanado, alargado en forma de esquirlas) a las que es difícil dar buena compacidad. El grano más favorable es el de dimensiones poco diferentes, y a ser posibie cúbico. Agua de amasado Es un elemento indispensable para los procesos de fraguado y
Arena para morteros Se agrega a los aglomerantes para atenuarlos y reducir as! la contracción de la masa que experimentaría el aglomerante puro.
de endurecimiento del aglomerante. Si se dispone de agua canalizada del servicio público, puede usarse sin reparo alguno. Toda
Hay que distinguir:
otra clase de agua , como p. ej. de río, de estanques, de pozos,
Arenas naturales (arenas de mina. cantera o yacimientos. arenas
subterránea, de pantanos o de mar tiene que ser analizada para comprobar su eventual contenido de impurezas perjudiciales o nocivas. Con las aguas residuales industriales hay que tener el máximo cuidado. Oe su suciedad no se puede. sin embargo.
de rio, de mar y de dunas), Arenas de trituradora (piedras trituradas artificialmente). Cuando su granulometria va de 0,2 mm a 1 mm se denomina arena media o fina , natural o de trituradora. Si tiene de 1 a 3 mm se llama arena gruesa, natural o de trituradora .
deducir nada acerca de la posibilidad de su empleo. En ciertas circunstancias, el agua, aunque esté turbia , puede también ser
utilizable. En general. un reducido contenido de su lfato s, sulfuÁrido (arena) El árido debe ser arena de procedencia mineral en el sentido de la DIN 4226. Debe ser de granulometria mixta y no (jebe conte-
122
ros, carbonatos, etc., no resulta peligroso para el proceso de fraguado. No obstante. siempre conviene una investigación de tales aguas residuales .
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4.1 .4. Aditivos Extracto de la DIN 1053
graduar bien el humedecimiento y la plasticidad ·del mortero. se ve claramente en el texto explicativo de la hoja de normas DIN
4. 1.4. 1. Aditivos de masa
Los ladrillos y demás piezas de la obra de fábrica deben mojarse previamente de acuerdo con su absor.ción y el estado de la atmósfera, a fin de que no roben al mortero más que una reducida cantidad de agua y se logre así buena adherencia entre cerá mica y mortero. El mortero debe conservar la humedad necesaria para poder desarrollar su proceso de fraguado. los morteros destinados a revoques y enlucidos tienen , en general. que cumplir con los mismos requisitos citados. Sólo se obtendrá con ellos una buena protección contra los agentes atmosféricos cuando el revoque o enlucido se halle perfectamente adherido a· la superficie que le sirve de soporte y esté exento de grietas. Cuando la obra de fábrica es algo elástica . es necesario que el revoque o el enlucido también lo sean , a fin de que los movimientos que en el soporte se produzcan puedan ser absorbidos por ellos sin que se pierda la adherencia con la estructura portante ni las tensiones den lugar a la aparición de grietas. ~ara los trabajos de revoque y enlucido son , pues, apropiados. principalmente. los morteros de cal y los de cal y cemento. Estas clases de morteros permiten que en locales utilizados como estancia permanente de personas o de ganado pueda establecerse a través de la obra de fábrica un intercambio de aire y humedad sin gran dificultad. Solamente en sitios donde se requiere un enlucido impermeable. p. ej .. en la impermeabilización de bodegas, depósitos. etc" se emplea el mortero de cemento. Se forma entonces una especie de cubeta enlucida . ·que impide la " respiración" de la obra de fábrica . Cuando el tiempo se mantiene muy lluvioso, los ladrillos empapados de agua pueden " flotar" en el mortero, hasta el punto de deformarse el elemento de la obra . En tal caso es mejor construir con mortero amasado con poca agua. En tiempo de heladas ha de suspenderse la construcción de obras de albañilería a la intemperie.
1053. Los aditivos de masa son sustancias finamente divididas que influyen en las propiedades del mortero y que. al contrario de los aditivos de acción fís ica o qufmica . se añaden al mortero en cantidades considerables. No deben perjudicar el fraguado del aglomerante, ni la resistencia e inalterabilidad del mortero. ni tampoco, en su caso, las sustancias que protegen contra la corrosión las armaduras o los anclajes de acero. Como aditivos de masa sólo pueden emplearse sustancias según las DIN 1060. 4226 Y
51043 . los aditivos de masa no deben incluirse en la cantidad de aglomerante cuando la dosificación del mortero se hace según la tabla 6.
4. 1.4.2. Aditivos de acción química o física Estos aditivos modifican las propiedades del mortero. por su acción química o física, o por ambas a la vez, y se añaden al mortero en pequeña cantidad. Actúan por ejemplo formando inclusiones de aire, flu idificando el mortero. impermeabilizándolo o acelerando el fraguado ; también se incluyen entre ellos los que favorecen la adherencia entre el mortero y las piedras o ladrillos. los aditivos de acción quimica o física no deben causar daño al mortero ni a la obra de fábrica . Cuando ésta lleva armaduras o anclajes de acero, sólo deben emplearse aditivos con marca de garantía . Como estos aditivos pueden influir positivamente en algunas propiedades, pero también pueden influir negativamente en otras. antes de utilizarlos es preciso efectuar ensayos de la aptitud de los morteros en que se utilizan .
Clases de morteros Según sean los aglomerantes que en cada caso se empleen en la confección de los morteros, se distinguirán : los los los los los
morteros morteros morteros morteros morteros
de de de de de
cal cemento cal y cemento barro yeso
Como morteros de albañileria se emplean principalmente los de cal. los de cemento y los de cal y cemento . las nuevas instrucciones para la ejecución de las obras de fábrica (DIN 1053) y para los espesores de pared en la construcción de viviendas (DIN 4106) permiten una amplia utilización de las resistencias de la obra de fábrica . siempre que las clases de morte ro empleadas posean las resistencias a la compresión prescritas en la DIN 1053. No obstante. no es cierto que la calidad del mortero solamente deba ser apreciada por la magnitud de su resistenci a a la compresión. Cuanto más resistente a la compresión es un mortero. tanto más disminuye su ductilidad y elasticidad. Una obra de fábrica con menores resistencias a la compresión, pero con mayor ductilidad y elasticidad en el mortero empleado será , por consiguiente, más segura contra roturas o grietas porque el mortero actuará de almohadilla o resorte elástico en caso de asientos, trepidaciones y contracciones que pueden producir movimientos. El mortero de alta resistencia . además. en general , es menos fácil de trabajar y poner en obra : llena sólo imperfectamente las desigualdades superficiales de los ladrillos o piezas de albañilerla y con las trepidaciones y los asientos que generalmente se producen en las paredes recién construidas se desprende con facilidad de dichos elementos. Por tales razones, en la mayoría de los casos, con un mortero de altas resistencias se logran en la obra de fábrica menores resistenc ias que con morteros más plásticos, dúctiles y elásticos que Poseen mayor poder para retener' el agua y que aun en el caso de ser colocados en obra junto con ladrillos muy absorbentes siguen conservando su plasticidad. Si se desea lograr las resistencias máximas que puede dar un mortero de albañilerla. debe preservársele de Una desecación demasiado rápida. la importancia que esto tiene. as! como la de
Mortero de cal Se prepara con cal, arena para mortero yagua para el amasado, pudiendo hacerse a mano o con máquinas amasadoras. Es apropiado para servir como mortero de albañilerfa o como mortero para revoques y enlucidos para aquellas partes o elementos de las obras a las que se pide un servico normal. Si la acción de la humedad ha de tener cierta importancia se dará preferencia al mortero preparado con cal hidráulica mejor que al de cal aérea . Pueden, desde luego, emplearse el mortero de cal inminentemente hidráulica y el mortero de cal y cemento. El proceso de fraguado y endurecimiento del mortero de cal es diferente según sea ésta aérea o hidráulica. Al mortero de cal blanca. una vez que está puesto en obra, ésta le sustrae al principio parte del agua de amasado, con lo que se espesa ·un poco y " se toma". A continuación empieza el proceso de fraguado y una vez terminado éste, sigue el endurecimiento. Mediante absorción del ácido carbónico del ai,e,-Ia cal apagada (hidrato cálcico) se endurece al transformarse nuevamente en piedra caliza (carbonato cálcico). En el mortero de cal hidráulica y en los primeros dias después de la puesta en obra . solamente se transforma en carbonato cá lcico y se endurece el exceso de cal libre. El resto reacciona con el ácido silícico (sílice) difundido por la cocción y con el agua con mayor o menor desprendimiento de ca lor para formar un com puesto insoluble. el hidrosilicato cálcico. Es muy duro; de aqui la mayor resistencia que se obtiene con la cal hidráulica . Los morteros recientes de cal hidráulica deben protegerse contra una desecación demasiado rápida provocada por el viento. el calor fuerte o la radiación solar y también contra enfriamientos demasiado fuertes; y durante bastante tiempo después del fra guado conviene seguir manteniéndolos húmedos.
Mortero de cal y pelote Es un mortero de cal al que se ha agregado pelo de cabra , de vaca , de conejo, fieltro, filamentos de coco u otras materias análogas. Para 1 m3 son necesarios: 370 litros de pasta de cal. 890 litros de arena. 100 litros de agua y 5 kg de pelo. El mortero de cal y pelote se emplea en aquellos casos en que se
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123
COMPOSICiÓN DE LOS MORTEROS. DOSIFICACiÓN DE LAS MEZCLAS: EN PAR TES EN VOLUMEN
1
2
3
4
G",po
de moneros
1 2 3 4
Pasta
Cal
de cal
en pol\lO
htdráulica .
Cal hidráulica
Arena'
Cemento
Aglomerante para revOQues Y paradas
(arena natural)
4 3 3 4 ,5
1 1 1 1
1,5
5
11
8
11 a
10
Cal eminentemente
débilmente hidráulica
I
6 7
9
7
6
5
Cal aérea Iy cal
2
1 1
8 8 3
1 1
6
1
4
1 1 2
111
8
5 los valores de la cantidad de @rene se refieren 8 la arena con la humedad que lleva en almacén. 6 La cantidad de cemento no debe reducirse cuando se emplean aditivos para facilitar el armado y puesta en obra.
teme la aparición de grietas que pueden facilitar la penetración
del agua, p. ej., entre los marcos de las ventanas y la obra de fá brica y en los puntos de unión de las chimeneas con el revestimiento exterior de la cubierta o tejado o de éste con las buhardillas. Mortero de cemento Es el mortero adecuado especialmente para aquellas partes o elementos de las construcciones sometidas a fuertes solicitaciones estáticas y en las que puede influir intensamente la humedad. Usado como mortero de revoque o enlucido, el mortero de cemento se emplea principalmente para la impermeabilización de partes de construcciones contra fuertes infiltraciones de
humedad y de agua (obra de fábrica en sótanos y bodegas) . Al preparar el mortero de cemento se echan los materiales componentes, cemento, arena yagua , en la amasadora y se mezclan y amasan intimamente. El mortero graso de cemento fragua con rapidez ; sin embargo, cuando se endurece al aire fácilmente se producen grietas de contracción. El mortero magro de cemento
Dosificaciones de las mezclas Extracto de la DI N 1053
4. T. T. Generalidades El mortero que se emplea en albañilería es una mezcla de árido, aglomerante yagua, y en ciertos casos, algún aditivo.
Los morteros de albañilería se clasifican en los grupos 1, 11 , IIa y
111.
4. 2: Composición de los morteros La composición de los morteros de los distintos grupos está con-
signada en la tabla 6 . Para los morteros de los grupos 11 , IIa y 111 , cuyas composiciones no figuran en la tabla , hay que efectuar ensayos; en ellos la resistencia a la compresión debe cumplir con lo indicado en la
tabla 7. RESISTENCIA A LA COMPRESiÓN OUE DEBEN TENER LOS MORTEROS
1
fragua más lentamente, es más inalterable bajo la acción de los agentes atmosféricos, es resistente y, si se trabaja debidamente,
Resistencia a la compresión
no presenta luego grietas de contracción. El proceso de fraguado
G",po
y endurecimiento de los cementos es de índole físico-qu ímica y en la actualidad no está todavía puesto en claro de un modo
de mortero
completo. Por efecto de la evaporación del agua y de la transformación qu fm ica que se produce, empieza la solidificación del mortero, es decir, su "fraguado" . En los aglomerantes normales el proceso de fraguado no se inicia, cuando menos, hasta des-
pués de una hora. En los aglomerantes denominados " de fraguado rápido·· empieza ya hacia los 15 minutos y queda terminado a las 2 horas. El molido muy fino, el caldeamiento intenso del cemento, de la arena y del agua , la sal común, el alumbre y
3
2
1
I
2
- 11
3
11 a
4
111
en kg/cm' IMN/ m'1 Valores indivtduales
Valor medio
~ 20 (2)
;;; 25 (2,5)
~ 40 (4)
~ 50 (5)
~ 80
~ 100 (10)
(8)
muchos anticongelantes aceleran el proceso de fraguado; la adi-
Material necesario
ción de puzolana o trass y el frlo lo retardan.
En la práctica y para mayor sencillez se hace la dosificación en volumen. Al determinar la cantidad de material que se necesita , hay que tener en cuenta el rendimiento de las mezclas, que puede variar incluso para un mismo aglomerante e igual clase de
Después del fraguado siguen el endurecimiento del mortero de cemento. Los silicatos del cemento se descomponen absorbiendo agua, precipitan en forma gelatinosa y cristalizan. Las partículas gelatinosas de cemento recubren los granos de arena y los traban entre sí, al cristalizar sólidamente, cediendo agua yexperimentando una transformación química.
Mortero de cal V cemento Es una mezcla de cal, cemento, arena yagua de amasado. El aglomerante principal es, en este caso, la cal apagada. Con su resistencia a la compresión de 25 kg/cm 2 y su estabilidad ante los agentes atmosféricos, el mortero de cal y cemento supera al mortero de cal. si bien no alcanza las resistencias del mortero de cemento. Por sus propiedades, es empleado como mortero de albañilería y como mortero para revoques y enlucidos.
árido. La arena, con la humedad del terreno o de la mina , contiene un 40% de huecos, de manera que la masa sólida viene a ser de un 60%. Al agregar el agua se reduce el volumen de la arena a un 5% aproximadamente y como consecuencia del acercamiento de los granos de arena los huecos son ya solamente un 35%.
Es necesario, pues, llenar esos huecos mediante 0 ,35 m3 de la pasta aglomerante, resultante del amasado del aglomerante con
el agua ; de este modo se obtendrán 0 ,95 m 3 de mortero. Si se agrega más aglomerante, aumenta la cantidad de mortero en proporción con el exceso de pasta existente. Si, en cambio, se agregan a la arena menos de 0 ,3 5 m 3 de pasta aglomerante, se
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siguen obteniendo siempre los 0 ,95 m 3 de mortero, pero tal mortero resulta menos compacto y resistente . la dosificación según partes en peso es mucho más exacta , pero su realización a pie de obra exige más tiempo y trabafo. El peso total del mortero fresco es en este caso la suma de los pesos de aglomerantes, árido yagua.
4. 3 . Preparación del mortero
4. 3. 1. Prep8r8ción en 18 obr8 Cuando el mortero se prepara en la obra deben tomarse las debidas precauciones para que los aglomerantes y aditivos se almacenen en lugares secos y resguardados de las inclemencias atmosféricas y para que los áridos no se ensucien.
Para la dosificación del aglomerante y del árido, y en su caso de los aditivos, en los morteros de los grupos 11 , IIa y 111 se emplean básculas y recipientes de medición de volúmenes que permitan una dosificación uniforme de los morteros. Los materiales deben permanecer en los aparatos mezcladores todo el tiempo necesario para que la mezcla resulte homogénea. En los aparatos mezcladores deben figurar de manera bien visible las instrucciones para su uso.
4. 3. 2. Prep8ración en fábrica fija En los morteros preparados en fábrica fija deben efectuarse ensayos de aptitud en la propia fábrica . En la adquisición de morteros hay Que exigir Que :
Otros tipos de morteros y mezclas Mortero de barro Se forma con tierra arcillosa adecuada yagua. Se endurece por desecación, es decir, por la evaporación del agua . La adición de pelo animal, paja o estiércol disminuye el peligro de agrietamiento por contracción. El mortero de barro puede ser empleado : para hacer las juntas, en paredes de adobes, ladrillos o mampuestos de piedra esponjosa (pómez, toba!. para enlucir por ambas caras las cercas o vallas de mimbres entretejidos, Para la construcción de hornos. hogares y calderas y para otros trabajos de albañilerla y de revpque o enlucido. El mortero de barro no es admisible: en partes o elementos de obras Que se hallen a menos de 50 cm por encima del suelo. para paredes Que tengan Que soportar la carga de más de dos pisos completos. para paredes con un espesor ~ 11 ,5 cm, si no se añade cemento al mortero de barro, para el enlucido de las paredes exteriores por la cara principalmente expuesta a los agentes atmosféricos. de otras paredes exteriores, excepción hecha de edificios de un solo piso, en los que, no obstante, es necesario dar una capa de pintura hidrófuga de protección sobre el enlucido·de todas las paredes y techos de habitaciones y locales en "'que hay mucha humedad en el ambiente o en que se forman condensaciones de agua, como cocinas, lavaderos. y para el enlucido de paredes cuya fábrica esté hecha con bloques de cal y arena .
a) Toda entrega vaya acompañada de un albarán en el cual conste claramente el grupo a que pertenece el mortero, la dosificación, la clase del aglomerante empleado y, en su caso, la clase y cantidad de los aditivos empleados. b) Toda entrega vaya acompañada , en caso necesario, de las instrucciones pertinentes sobre el tratamiento posterior que deben recibir los morteros o los preparados para la confección de morteros que se suministran; por ejemplo. deben llevar una indicación sobre las cantidades de cemento, en volumen y en peso. que se han de añadir si es preciso a pie de obra .
Mortero refractario (ehamota) Es un mortero de barro en el Que la arcilla Que hace de aglomerante tiene un elevado punto de reblandecimiento térmico y que utiliza como árido el polvo del ladrillo refractario. Puede soportar la exposición a temperaturas elevadas y se emplea para el revestimiento de hornos y calderas.
En este tratamiento posterior del mortero o de los preparados para su confección suministrados desde una fábrica fija . aparte del agua y, en su caso, del cemento necesario, no se pueden añadir áridos ni aditivos de ninguna clase.
Mortero de yeso Para la preparación de mortero de yeso hay que tener en cuenta , en primer lugar, las propiedades del yeso. Este material debe amasarse con el agua antes de proceder a la adición del árido.
4. 4 . Empleo y puesta en obra
Pasta de yeso
El mortero debe ser empleado antes de Que empiece el fraguado. Al emplearlo hay Que asegurarse de Que su composición y consistencia son los debidos y de que con él pueden amorterarse las paredes sin dificultades especiales. Esto es válido de manera especial para los morteros del grupo 111. Por este motivo, al emplear morteros de este grupo pueden añadírseles aditivos Que mejoren su plasticidad y sus cualidades para la retención del agua . Cuando las condiciones climáticas son desfavorables (humedad, temperaturas bajas) el mortero Que se emplea debe ser por lo menos del grupo 11. En el empleo de los morteros de los distintos grupos hay Que tener en cuenta :
Consta de yeso vivo yagua y se emplea en enlucidos, en la fijación de tacos en paredes que se mantegan siempre secas, en la ejecución de trabajos de estucado, etc. Se prepara mezclando 10 kg de yeso con 6 o 7 litros de agua; si se Quiere Que resulte más pastoso o plástico, pueden añadírsele pequeñas cantidades de cal blanca.)
Mortero del grupo 1: a) No son admisibles para bóvedas, paredes armadas, muros de sótano. b) Son admisibles hasta un máximo de dos plantas, con gruesos de pared d 2: 24 cm, donde, si se trata de paredes de dos hojas con cámara de aire continua o sin ella. lo que cuenta es el grueso de la hoja interior. Morteros de los grupos 11 y IIa: Los morteros de estos grupos no deben emplearse a la vez en una misma obra. No son admisibles para bóvedas ni paredes armadas. Morteros del grupo 111 : Pueden emplearse sin limitaciones.
Mortero de yeso y arena Se prepara con yeso, arena yagua ; fragua más lentamente Que la pasta de yeso puro. Sin embargo, tiene Que trabajarse y ponerse en obra en un período máximo de 15 a 20 minutos. Para el enlucido de techos o cielos rasos se mezclan 1 saco de yeso, 1 saco de arena y 1 litro de cal blanca ; para el enlucido de paredes, 1 saco de yeso, 1 1/ 2 sacos de arena y 1 1/ 2 litros de cal blanca. Para cielos rasos sobre tela metálica, el mortero de yeso y cal es más apropiado Que el de yeso y arena. Este último, sin embargo, alcanza mayor resistencia y sirve ventajosamente para el enlucido de techos y paredes. Mortero de yeso y cal Consiste en un mortero de cal blanca al Que se añade una papilla de yeso amasada inmediatamente antes de proceder a la puesta en obra del material. Para preparar el mortero de yeso y cal son adecuados dos tipos o clases de yeso Que se denominan yeso de estucador, yeso de caldera y yeso de horno rotatorio. En la mayor parte de los casos se prepara con la dosificación de 1 parte de yeso, 1 de cal y 3 de arena , o bien 1 parte de yeso, 2 partes de cal y 4 de arena. El mortero de yeso y cal es apropiado para
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125
toda clase de trabajos de enlucido de paredes y techos, es decir, que puede aplicarse a cualesquiera soportes o bases.
Mortero de yeso, cal y pelote Se prepara mezclando 1 parte de yeso, 1 parte de cal, 3 partes de arena, 3 puñados de pelote, 2 paletadas de cola y dos cubos de agua . Con la adición de pelote se obtiene mayor cohesión y el material resulta más a propósito para enlucir sobre tela metálica. Mezcla para estucar Se prepara de la manera siguiente : 4 ,8 partes de pasta de cal blanca, 4 ,8 partes de yeso de estucador, 2 ,8 partes de agua . Se emplea principalmente para la confección de molduras y para el alisado o última capa de los enlucidos de paredes y techos. Las ventajas de los enlucidos de yeso y de los que contienen parte de yeso. aplicados a interiores, son las siguientes : Buena adherencia a los sqportes o bases de diferentes clases,
por ejemplo ladrillo, placas para la construcción, madera , hierro, chapa; Rápido fraguado y, como consecuencia de ello, rápido ava'lce de los trabajos; Supresión de grietas, porosidad no obstante su gran compacidad y la permeabilidad consiguiente para que la humedad del local pueda escapar hacia el exterior, buen aislamiento térmico y acústico, resistencia al choque y resistencia contra el fuego .
Los hierros empotrados en yeso (cielos rasos con tela metálica , angulares guarda cantos, tuberfas' se oxidan rápidamente, cuando el yeso se humedece de nuevo o se conserva demasiado tiempo húmedo después de su colocación. La pintura antioxidante o el galvanizado del hierro lo protegen contra el peligro de la oxidación durante el fraguado y el secado.
Obra de fébrica de piedra natural
trabajar por su gran dureza y se suele emplear preferentemente para adoquines y grava para macadam .
Lava basáltica La lava basáltica, de color gris obscuro, es menos dura Que el
basalto propiamente dicho, muy inalterable bajo la acción de los agentes atmosféricos y se trabaja bien, por lo que se suele emplear bastante para el revestimiento de zócalos y arrimaderos.
Tobas volcánicas L.as tobas volcánicas son piedras ligeras y porosas de un color
que varia desde el amarillento hasta el pardusco, que pOr la forma como se produjeron están formadas por capas superpuestas.
Cuando están recién arrancadas son bastante blandas, por lo Que se pueden trabajar bien; sin embargo, más tarde, se endure-
cen y se vuelven inalterables bajo la acción de los agentes atmosféricos. Se emplean como piedra de sillerla o de mamposteria. Rocas sedimentarias Arenisca La piedra natural más abundante Que se encuentra en innumerables canteras es la arenisca . Su gama de colores abarca desde
un tono casi blanco, pasando por el mari 11o, el verdoso y el rojo hasta el violeta . La piedra es a veces de coloración lisa, pero frecuentemente presenta franjas o aguas. Los granitos de arena
que forman la piedra están aglomerados por medio de partlculas arcillosas, calizas o por una materia silicea , por lo que hay areniscas duras muy resistentes a los agentes atmosféricos, y are-
niscas blandas menos inalterables. Como las variedades blandas son más fáciles de trabajar, suelen ser preferidas por los canteros con detrimento de la vida de la obra. La dureza y estabilidad metereol6gica de la arenisca varia no sólo dentro de una misma cantera, sino incluso dentro de una misma veta o capa. Por lo
cual al hacer la elección hay que tener siempre mucho cuidado, sobre todo en aquellos casos en que la piedra debe usarse en las
Pi8drs Son numerosas las clases de piedra natural, apropiadas para la construcción. Como la piedra es trabajada preferentemente en las inmediaciones del punto de arranque, el arquitecto en la mayorfa de los casos conocerá por experiencia práctica únicamente un número más o menos limitado de clases de piedra , asi
como sus propiedades y la técnica de su preparación. Según su origen y formación , se distinguen las rocas eruptivas, Que tuvieron su origen en el enfriamiento del magma fluido e incandescente, y las rocas sedimentarias, producidas por los
depósitos que la sedimentación dejó en el fondo de los mares y cuencas de agua embalsada . Entre ambos grupos principales se encuentran las pizarras cristalinas que se formaron en parte de una manera en parte de otra, bajo la enorme presión de las
y
montañas y un gran desarrollo de calor. Rocas Eruptivas Granito De las rocas eruptivas, la principal es el granito que se emplea, por su dureza y su estabilidad ante los agentes atmosféricos, en formas diversas, como piedra para mamposterfa , piedra de labra o en forma de delgadas placas para el. revestimiento de paredes y peldaños de escalera , asi como para bordillos de aceras y adoquines. Si bien el granito, como todas las rocas primitivas , es un material amorfo, sin embargo, tiene tendencia a exfoliarse o abrirse en determinadas direcciones mejor que en otras, porque
al formarse por enfriamiento del magma fundido e incandescen-
cercanias de instalaciones industriales o de vias de ferrocarril. El aire cargado con vapores sulfurosos puede originar ácido sulfúrico y transformar el aglomerante calizo en sulfato cálcico, ~s
decir, yeso. Como éste es soluble en el agua , esto conduce a la disolución y destrucción de la piedra . Los elementos arcillosos,
por efecto de las congelaciones y descongelaciones de la piedra húmeda, conducen también a su desintegración. El contenido de elementos arcillosos puede averiguarse en las muestras de pie-
dra mediante el olor que desprende la piedra cuando se la moja bien. Para andar sobre seguro, suele ser conveniente comprobar, mediante un ensayo de laboratorio efectuado según la norma
DVM 2102-2110, la calidad de la piedra. Cuando se coloca piedra arenisca en interiores (pero no como peldaños de escaleras' no hace falta exigir tan severos requisitos . lJIs areniscas se em¡:,lean frecuentemente como mamposteria y como piedras de sillería en la construcción de paredes y de muros aislados, pero rara vez se emplean como placas de reves-
timiento. Para peldaños de escaleras muy transitadas sólo son apropiadas las piedras silfceas más duras. Calizas Caliza conchífera De las numerosas clases de piedra caliza que, en comparación
con las areniscas, sólo en pequeña medida les van a la zaga destaca preferentemente la caliza conchifera o " muschelkalk", que está constituida por conchas de moluscos petrificadas y aglomeradas y se emplea en placas delgadas o como piedra de sillerla.
te se produjeron tensiones en la masa rocosa .
Su color puede ser amarillo agrisado, gris, O gris azulado; es en
El color del granito es de un gris blanquecino. pero según su
parte compacta y en parte porosa ; es dura y 'resiste bien la
composición se inclina más al rojizo o al verdoso. La piedra de una misma cantera suele ser bastante homogénea, en general,
intemperie. Por su dureza, en la mayor parte de los casos se trabaja con la sierra y no se recurre para ello al trabajo de cantero, como se hace con la arenisca .
en su coloración. Otras piedras primitivas, como el pórfido o el meláfido, suelen emplearse para mamposteria o para grava, pera no como piedra de labra . Basalto
Travert;no El travertino, que hacia 1920 se puso de moda para el revistimiento de fachadas y de paredes interiores, es también una pie-
El basalto negro agrisado, con brillo azulado, que se encuentra en formas quebradas con más o menos regularidad , es dificil de
dra caliza dura , resistente a los agentes atmosféricos, más o menos cavernosa y de un color Que va del amarillento al pardus-
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ca cruzado con franjas. Se suele colocar en forma de placas delgadas. Como piedra en sillares no se emplea tanto. Mármol Se conocen las más diversas clases de mármol con bellos colores V dibujos. En los países de clima crudo no son resistentes a la intemperie V, por consiguiente, s610 hallan aplicación en los interiores de los edificios para paredes, pavimentos, tableros o losas de cocina, chimeneas, etc., donde se aplican en forma de placas delgadas obtenidas con la sierra .
Ejecución de Is obrs de fAbrics en tiempo de helsdss
Pizarras calizas Lo mismo que el mármol, la pizarra caliza, que se exfolia bien, puede aplicarse como placas en bruto tal como vienen de la cantera o después de pulirlas. Se emplean con frecuencia para pavimentos, pero rara vez para revestimiento de paredes. Para cocinas no son apropiadas porque las manchas de grasa o de zumos de frutas que reciben ya no pueden quitarse . Tampoco son recomendables las pizarras calizas para instalaciones a la intemperie. por su mala resistencia a la acción de los agentes atmosféricos. Pizarras cristalinas De esta clase de piedras sólo pueden emplearse para mamposterfa o sillerfa el gneis, que es una piedra dura y resistente a los agentes atmosféricos y tiene un color blanco agrisado, azulado o negruzco. RESISTENCIAS MfNIMAS DE lAS DISTINTAS ClASES DE PIEDRA EN kg/cm' IMN/m'1 Resistencia m lnima a la compres ió n en kg ' cm:
Clases de piedra q ue abarcan los grupos
Grupo
A
Caliza. travertino, tobas volcónicas
100
Aren iscas blandas (con a glomerante anólogo) .. _ _ _ ._. _____ ~
300
_
B _ _
_
C Calizas compactas (du ras) '1 dolomías (mórmol in- ¡ 500 _ _ ~I uid~~v~ _ ~_~ i ~~_~n~~as 1. _ _ _ _ _ _
o
Aren iscas
cuardt icas (con aglomerant e si liceo). _ ____-1-_
~~~_~.:~_~ ~y_anó loJ~_ _ _ _ _____
_ E
Las pied ras sedimentarias estratificadas tienen que colocarse de manera que descansen a hoja , o sea sobre sus lechos naturales de cantera y la carga actúe siempre perpendicularmente a esas juntas de hilada . En la dirección paralela a sus lechos de cantera, las piedras tienen mucha menos resistencia a la compresión y tienden a abrirse o exfoliarse. Cuando la estratificación es paralela al paramento exterior, las piedras muchas veces se exfolian bajo la acción de los agentes atmosféricos.
G ranito. sien ita. diorita . pÓrfido cuarzoso. meló· fido . d iaDasa '1 anólogas
BOO
___
MAL
nOO
Solicitaciones admisibles por comprensión Para conocer las solicitaciones por compresión que pueden admitirse en la mamposteria V sillería en paredes y pilares de piedra natural pueden consultarse las tablas 13 y 14 de la hoja de normas DIN 1053 (véase el capítulo " Dimensiones de las paredes'.
Prepsrsción y puests en obrs deis
En tiempo de heladas la obra de fábrica no puede ejecutarse sin tomar medidas de precaución especiales. No deben emplearse materiales que se hayan helado. Sobre la obra helada no debe continuarse trabajando. Con la adición de sales de deshielo pueden producirse daños de la obra de fábrica. La obra recién construida debe protegerse de las heladas a su debido tiempo, por ejemplo con un recubrimiento protector. La obra de fábrica dañada por la helada debe eliminarse antes de continuar la construcción. La longitud de una piedra debe ser por lo menos igual a su altura y en las piedras areniscas no debe rebasar cuatro o cinco veces dicha altura, porque las piedras largas y delgadas se rompen fácilmente. Las piedras naturales deben estar unidas al c'uérpo de obra y aparejadas en tal forma que se obtenga una buena trabazón longitudinal y transversal, para lo cual ni en la parte interior ni en la exterior de la pared se verán juntas que se prolonguen a través de varias hiladas. En los paramentos nunca deben estar en prolongación más de tres juntas. El espesor de las juntas debe limitarse en relación con la tosquedad del material y no debe nunca rebasar los 3 cm. Hay que evitar los nidos o bolsas de mortero. y los huecos, tanto en el interior del muro como en los paramentos, deben rellenarse con trozos de piedra (ripio) recubiertos por toda su superficie.
Piedrs'nstu~
Juntas verticales en prolongación a Irav~s de varias hiladas
Evitar ju ntas en cr .... z
La ejecución técni camente correcta de una fábrica de piedra natural requiere, además, que tras dos piedras colocadas a "50-
En toda obra que tenga que estar expuesta a la intemperie, y especial mente en aquellas que tienen que quedar sin revocar ni enlucir, solamente habrá que emplear piedra natural bien sana y no heladiza .
1
l' Sección transversol
EJECUCiÓN C ORRECTA
H9HF Vista desde orribo. (plo.nta)
EJECUCiÓN INCORRECTA
ga", por fo menos haya una colocada a " tizón", (piedras B de la figura) o bien que alternen entre sí las hiladas a soga y a tizón.
Hilada a tizón H ilada a tizon
Hilada a ti:lO"
Sección transversal
Vista desde arriba (planto)
El grueso (profundidad) de los tizones debe ser de alrededor de vez y media de altura de la hilada , y como mlnimo debe tener 30 centímetros. http://candelapro.blogspot.com.ar/
127
Placa
Tizón
Soga
d ~ V3h d ~ 11,5cm
b - 1,5h b ~ 30cm l ...... h - 21"1
l - h - Sh 0- h
El grueso (profundidad) de las sogas debe ser aproximadamente igual a la altura de las hiladas. El recubrimiento será , como míni-
Mamposterla ~n seco , La más antigua de las clases de fábrica de piedra natural existente que todavía se encuentra, p. ej., en las ruinas de los monumentos celtas, es la mamposteria en seco. Está hecha sin emplear mortero alguno en las juntas (en que únicamente hay tierra seca) , trabajando ligeramente las piedras y disponiéndolas con la debida trabazón, de manera que las juntas queden lo más estrechas posible y 105 huecos sean también pequeños. Los muros en seco no deben soportar cargas. Actúan simplemente por su peso para contener la presión de las tierras, impidiendo que éstas se desmoronen. MAMPOSTERIA EN SECO
RECUBRIMIENTO DE LAS JUNTAS VERTICALES
H
En fabrica de sill arejo
En fabri ca de sill erla
a _ 10 cm a '"" 1S cm
mo : en la fábrica de sillarejo, 10 cm , y en la de sillerla , 15 cm . En las esquinas deben colocarse las piedras de mayor tamaño. En los muros aislados con dos paramentos principales deben éstos trabajarse con el máximo cuidado y con la mejor alineación posible.
TIPO DE MORTERO EN LAS OBRAS DE PIEDRA NATURAL
Bien
~=~===::J.
Con el fin de darles más estabilidad y hacerlos más aptos para el sostenimiento de tierras, se le puede dar un talud de a 1/5 de su altura. Su grueso medio viene a ser 1/ 3 de la altura y se calcula debidamente a cada caso. Como la tierra puede ser arrastrada por las aguas de lluvia que tienden a salir por las juntas , es necesario que la construcción del muro esté dispuesta según hiladas bien trabadas y acuñada con esquirlas y trozos de piedra que transmitan las solicitaciones al cuerpo de la obra. la cual debe poder ser estable. aunque no tengan sus juntas rellenas de tierra. En los muros de sostenimiento s610 se dejarán pianos y alineados con la regla 105 paramentos libres; 105 del lado de las tierras se dejan irregulares, según quedan debido a la forma de las piedras. Se llaman ordinariamente muros de una cara. Se toma como peso volumétrico del muro en seco la mitad del peso específico de la piedra en él empleada.
In
Mol
Mortero de cal r cemenl o
ceme nto
Mortero de cal hidráulica Humedad
Humedad
Para fábrica de piedra natural bajo tierra se emplean el mortero de cal hidráulica o el mortero de cal y cemento; cuando se traba ja por encima del nivel del suelo con piedra arenisca o caliza se adopta mortero de cal y cementQ, El mortero de cemento 5010 (sin cal) es inadecuado, especialmente para piedra arenisca y por varias razones. En primer lugar. para piedras blandas es demasiado duro, cosa que en muchos casos puede dar lugar a que se rompa la piedra ; además, tiene la desagradable propiedad de dar color a la piedra, que perjudica el buen aspecto de la pared con el tono gris sucio de la proximidad de las juntas. Además, juntas excesivamente impermeables (y de un modo especial las horizontales) dificultan la desecación de la pared y la humedad que contiene o absorbe no puede repartirse , descender o evaporarse, ya que es retenida en cada hilada . Según como se entrelazan las piedras y como se colocan, se obtienen diferentes clases de obra de Qiedra , tanto en su estructura resistente como en el aspecto de sus paramentos.
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Mamposterla enripiada por hiladas En esta clase de fábrica se procura formar unas hiladas rústicas y se colocan las piedras tal como vienen o ligeramente retocadas a martillo, con lo cual el dibujo de 105 paramentos resulta muy movido y animado. Los huecos se rellenan con ripio y esquirlas de piedra recubiertas de mortero por todos lados. Al crecer el número e irregularidad de las juntas. sin embargo, disminuye la resistencia del cuerpo de obra. Por su estructura t iene tendencia a 105 corrimientos, por lo que a cada 1 ,00 ó 1 ,50 m de altura conviene aplanar el muro en todo su espesor y toda su
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longitud. Para las esquinas y extremos se emplean las piedras más gruesas y de mejor forma , que se colocan alternativamente a soga y a tizón. HAHPOSTERIA ENRIPIADA POR HILADAS
Mampostería con cantos rodados En zonas en que sólo se encuentran cantos rodados de piedra muy dura y de superficie redondeada , como son por ejemplo los acarreos de las morrenas, se aprovechan ·también esas piedras para levantar muros mediante una hábil puesta en obra , aunque siempre a base de confiar sólo en una baja resistencia por comprensión. Como esos cantos rodados son casi imposibles de trabajar, se colocan los pequeños tal como llegan y se parten o tro-
ría ordinaria está en contraposición con todo sentido estático. Tiene tendencia a desplazamientos y corrimientos, y aunque se utilice piedra dura no alcanza notables resistencias a la compresión. Por estas razones, hoy día apenas si se construye en esta forma ; en cambio, fue característica de nuestra mala época constructiva de fines del siglo XIX, en que estuvo muy de moda . Mampostería de rajuela La forma más sencilla, más barata y mas frecuente de aplicaci6n de la piedra natural es la que representa este tipo de mampostería. Se utiliza preferentemente para muros de sostenimiento en jardines, viñedos, etc., para paredes de cerca o vallados y para paredes de sótanos o bodegas. En cambio, para paredes, en casas de pisos, rara vez se emplea esa clase de mampostería , porque su aislamiento térmico es s610 de la mitad del de la obra de fábrica de materiales cerámicos y exige en consecuencia espesores de pared considerables y un elevado gasto de mano de obra.
HAHPOSTERIA DE RAJUELA
HAHPOSTERIA DE CAN-¡;OS RODADOS
S
1-,-__-"--.---1'-.-
ª
.L _'----"_---A_ cea n únicamente los bloques grandes. Con estas piedras grandes partidas, que presentan superficies apropiadas para asentar bien, se empieza la pared. Los numerosos huecos que se van produciendo se rellenan con piedras pequeñas y trozos que se adapten bien. La trabazón longitudinal y transversal del muro resulta defectuosa y está supeditada al material disponible. Para evitar corrimientos en el muro se enrasa éste durante su construcción cada metro o metro y medio de altura y sobre la superficie plana y horizontal así obtenida se vuelve a empezar la construcción con piedras partidas que tengan alguna cara plana . A pesar del relleno o acuñado éon cantos menudos, este tipo de mamposterfa requiere mucho consumo de mortero, -~e debe extenderse con la paleta incluso sobre anchas superfici-es por .encima de las piedras, debido a la forma redondeada de éstas. La construcción es lenta y se debe llevar despacio, porque las piedras, por su compacidad y dureza, absorben muy poca humedad del mortero. Mamposterfa ordinaria La piedras procedentes de la cantera y apenas trabajadas de formas irregulares en la mayorfa de los casos, se colocan sin tratar de formar capas o hiladas horizontales y en una masa abundante de mortero que llene los huecos. La estructura de la mi'lmposteHAHPOSTERIA ORDINARI"
Las lajas o rajuelas proceden, como subproducto, de las voladuras en las canteras o del troceo y desmenuzamiento de bloques que por su forma y tamaño o por los eventuales defectos o taras no se consideran aprovechables para ser labrados para sillería . Por la mayor abundancia de yacimientos y explotaciones de esta piedra, los muros de mamposterfa se hacen preferentemente de arenisca yen menor medida de caliza y de granito o de otras cIases de piedras apropiadas. Como las lajas o rajuelas se ponen en obra a mano, como se hace con los ladrillos, en vez de colocarlas con aparejos como se hace con los sillares, el. tope máximo del tamaño de las piedras está fijado por su peso, que ha de ser manejable por un hombre ; su forma resulta de las características estructurales de cada material. Ase por ejemplo, las piedras de estructura amorfa , como la diabasa, se rompen en longitudes cortas, algo así como en la proporción de 1 : 1; muchas clases de piedras estratificadas, como algunas areniscas, llegan hasta proporciones de 1: 5, y el genis, incluso a 1 : 10. El tamaño limitado de las piedras y la longitud característica derivada de la naturaleza del material determina el aspecto que ofrecen los paramentos de la obra. Al ejecutar la mampostería ordinaria de lajas o rajuelas, hay que tener presentes los siguientes puntos: Las piedras se colocan en obra , en cuanto sea posible en el estado en que llegan, sin modificarlas o en todo caso rectificánd olas ligeramente con el martillo de cantero. Esto se aplica también a la cara vista de la piedra. Además, todo el muro en su anchura total lespesor! y por secciones de 1,50 m como máximo debe enrarsarse y nivelarse dejando la superficie perpendicular a la dirección de las fuerzas que actúan sobre ella. El espesor mínimo de pared de mampostería de rajuela es de 50 cm. Fábrica de sillarejo rectificado con martillo (Mampostería por hiladas) En éste t ipo de fábrica las piedras tienen trabajadas las superficies de sus juntas tanto horizontales como verticales hasta 12 cm de profundidad como mínimo; tales juntas están dispuestas aproximadamente formando ángulos rectos. Las alturas de las capas o hiladas pueden variar de una hilada a otra y aun dentro de la misma . El muro en todo su espesor debe enrasarse por lo menos cada 1,50 m de altura y formando un plano perpendicular a la dirección de la fuerza.
129 Schmitt - 9
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HAHPOSTERIA POR HILA[)AS. REcnFICADA CON MARTILLO
Juntas hori~ontClles y vertical .. trabajadAS hASta 12 c.m d. profundidad, como mfnimo
Muros de fábrica mixta Ya en la Edad Media. y con el fin de economizar piedra. se empleó el ripio o desperdicio de canteria para el relleno de la parte central de los muros y murallas. empleando las piedras grandes, más o menos cuidadosamente trabajadas, en la parte de los paramentos. La masa de la parte interior venia a ser una
especie de hormigón. La parte de los paramentos ha de tener por lo menos un 3096 de piedras colocadas a tizón. Estos tizones tendrán cuando menos 24 cm de espesor (profundidad) y como minimo deben entrar 10 cm en el hormigón. FÁBRICA MIXTA
Según que las piedras sean de alturas más o menos uniformes. se califica esa fábrica o mamposterfa de hiladas regulares o irre-
gulares. Mamposterla por hiladas irregulares (Fábrica de sillarejo irregular) Las juntas verticales y horizontales. perpendiculares entre si y normales a los paramentos. están trabajadas por lo menos hasta una profundidad de 15 cm. Las juntas. en las superficies lisas (paramentos) no deben tener más de 3 cm de anchura . La altura de las hiladas puede variar de una hilada a otra y aun dentro de la misma hilada . dentro de limites moderados. La obra debe enrasarse en todo su espesor o anchura cada 1,50 m como má-
ximo. dejándola plana y perpendicular a las fuerzas que sobre ella actúan.
Hoy dia procedemos aproximadamente de la misma manera para el respaldado con hormigón apisonado de una pared de
HAHPOSTERiA DE HILADAS IRREGULARES
hacerla por hiladas continuas. En lugar de construir sin interrupción la pared de piedra . se colo-
mamposteria o de sillarejo. Esta clase de fábrica mixta conviene
ca cada vez una hilada de piedras sobre una junta de unos 3 cm
de espesor. El hormigón. entonces. es puesto en obra hasta la altura correspondiente y apisonado. repitiéndose sucesivamente la operación. Las juntas se dejan huecas hasta unos 3 cm de profundidad para hacer después el rejuntado con mortero de cal y cemento. Aunque en esta forma las piedras quedan perfectamente ligadas
Juntas honz.onto.l .. y vertical .. trabajadas por lo menos
hasta 1S cm d. profundidad
con el hormigón, en muchos casos se ha visto que al cabo de lar-
go tiempo se despegaba el hormigón del antemuro de piedra o fábrica delantera de la pared. Este fenómeno resulta inofensivo cuando no está muy cargada la totalidad de la pared.
RejunlQdo
1111
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Mamposterla por hiladas regulares (Fábrica de sillarejo regular) Las juntas verticales y horizontales son perpendiculares entre si ya los paramentos. Las verticales están trabajadas por lo menos hasta los 15 cm de profundidad ; las horizontales en toda profundidad. Dentro de una misma hilada . la altura de las piedras no debe cambiar; cada hilada debe estar enrasada perpendicular-
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mente a la dirección de las fuerzas que sobre ella actúan.
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d. las juntas igual a su anchura
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MAHPOSTERIA POR HILADAS REGULARES
ft V I II lQJ juntcu ._rl¡coles deben Trabajarle .. arta. unos 15 cm d. profund idad : las horit:onlales en todo su profund idad
Cuando la parte posterior del muro se hace de ladrillo. en cada tres hiladas de piedra natural debe haber una de piedras colocadas a tizón. Los tizones deben tener también aqui por lo menos 24 cm de grueso (profundidad) y entrar como minimo 10 cm en la obra de fábrica posterior. Ésta. detrás de los tizones. debe tener todavía un espesor de 1 asta con el fin de evitar la penetra-
ción de la humedad y que se marque la huella de los' tizones en el revoque o enlucido interior. Las juntas horizontales del paramento delantero tienen que compensarse con las numerosas juntas horizontales del paramento posterior, procurando corregir
130
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ción del muro, que, en tal caso, naturalmente, debe hacerse a base de piedras de igual longitud . Los muros y paredes de piedra inalterable y no heladiza no requieren que haya encima ninguna cubierta que sobresalga de los paramentos. Únicamente se colocan piedras más largas y en muchos casos labradas o desbasta-
Encintado
PQ.redes de piedra inalterable por 101 agentes atmosf'ricos y no h.ladiza
Corte vertical
Frente
las "diferencias mediante los espesores de las mismas, de manera que la suma de estos espesores sea igual en ambos paramen-
tos, dentro de la altura de cada piso, a fin de que la obra haga igual asiento por una parte que por otra . Albardilles para muros las paredes o muros aislados, de piedra natural , según sea la clase de piedra empleada y su estabilidad ante los agentes aínlosféricos, requieren una cubierta o albardilla de protección. Estas albardillas, naturalmente, tiene que ser únicamente de piedras compactas y de naturaleza inmune a las heladas. Siempre que sea posible, se escogerá para esta aplicación piedra de la empleada en la construcción de la pared, separando para ellos las mejores piedras y procurando que sean bastante largas (para reducir en lo posible el número de juntas verticales). das, que, según el efecto que se desee, se les da forma redondeada o de tejadillo a una o dos aguas. Estas piedras pueden ser colocadas una vez que el cuerpo de pared ha sido enrasado o bien disponerlas formando parte del aparejo o trabazón de la pared sin enrasar.
PLACAS DE CUB'ERTA CON GOTERONES
Juntas verticClles rellencu y alisadas con mortero espeso y compado
A J f( 11 n Ir ~Copa L-..J :.:l -- l:. :Jl:.:Jl=-=lc.J:c
d. p;ed,.. colocados a SClrdlnel
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Frl =id!
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Si la piedra empleada en"el muro es heladiza, hay Que cubrirla con placas de piedra labrada, en su parte superior. de manera que tengan la pendiente debida, a una o a dos aguas, y proveerlas, en sus bordes. con los correspondientes goterones. Si hay que impedir de manera bien segura la penetración del agua por las juntas verticales, y evitar que 'pueda llegar al cuerpo de la obra, puede darse salida al agua infiltrada por medio de pequeños canalizas de cinc colocados debajo de cada una de aquellas juntas y de manera que sobresalgan un poco hacia el exterior.
@
1
~P;od,.. d. cono' debajo d .... iun'"
En lugar de canalizas de cinc, pueden también colocarse piedras trabajadas en forma acanalada , que se colocan debajo de las juntas, con lo cual se presta cierta animación ritmica o !a corona-
~ I~
Cuando la pared está hecha con piedras amorfas muy duras, que se rompen solamente"en trozos de corta longitud. la hilada que sirve de cubierta puede hacerse con piedras de la misma clase colocadas a sardinel. Las juntas verticales deben, en tal caso, hacerse con un mortero muy denso y compacto que debe extenderse ampliamente por encima de las piedras, con objeto de impedir la penetración del agua por las juntas. Fábrica de sillerfa (obra de piedra labrada) Para construir a base de sillerla o de piedra labrada se emplea la piedra natural, que se labra por sus caras de ~poyo o bases, por sus frentes o paramentos y por sus juntas o éaras laterales, sea verticalmente. a plomo. sea según planos inclinados. en varias operaciones sucesivas de trabajo de cantero. Obtención y preparación de los sillares Los bloques para silleria se arrancan en las canteras sea mediante explosivos, sea por medio de sierras de cable. El cantero parte luego los bloques por medio de cuñas hasta dejarlos del tamaño deseado. Con el pico o martillo de desbastar, efectúa el cantero la operación del desbaste de los bloques, es decir los trabaja hasta dejarlos de una forma aproximadamente rectangular y convertirlos en los llamados "carretales" cuyas dimensiones exceden en una " pulgada de trabajo " (3 cm de exceso en todos sentidos) de las que debe tener la piedra en su estado definitivo.
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131
ExClrnen d. la piedra d. IClbnl
HERRAMIENTAS DE CANTERO
La piedra en bruto se coloca"primeramente "en alto", es decir, sobre un soporte (caballetes de madera , otras piedras, etc.). A continuación, el cantero examina la piedra y traza las aristas de
una de las superficies de apoyo o lechos de la piedra y procede a dejar limpias dichas aristas con unas fajas o
maestras a lo largo
de ellas de 2 a 3 cm de anchura, trabajadas y lisas. El resto de las caras así delimitadas rara vez se deja en bruto, es decir, tal como estaba en el carretal, sino que lo corriente es rebajarlo mediante el cincelo el pico hasta dejarlo enrasado con la faja del borde. Cuando se ha hecho esta operación con todas las caras viene el trabajar las caras vistas o paramentos según el tipo o clase de acabado que se desee, desde el más rugoso al más fino. La piedra arenisca se trabaja primero con el cincel de punta o puntero, luego con la escoda , se aplana con el martillo tallante y la rasqueta, y finalmente se asperona y apomaza para dejarla lisa y pulida. Cuando la piedra es dura se requieren varias pasadas para aplanarla y pulirla. Las piedras poco resistentes y delgadas s610 pueden ser trabajadas en lecho de arena . Cuando el muro va forrado por detrás con otra clase de fábrica se deja la cara dorsal de la piedra tal como queda después de su trabajo con el cincel agudo o puntero. Cincel agudo o puntllf"O
Cincel t41lont. APARATOS Y HERRAMIENTAS PARA LA ELEVACiÓN DE PESOS
Rasqueta o raedoro
(cincel d. boca 4fKha)
«Diablo» para aren jlCQ Para granito
Hort.UinCl o bu;arda Escoda trinchante de elementos jueltos
Transporte V colocación de los sillares Las aristas de las piedras de labra trabajadas en la cantera deben protegerse para que no se desportillen durante el transporte. Esto se suele hacer con haces de paja que se colocan debajo de las piedras o entre ellas. Las piedras de poco tamaño se manejan
y colocan en obra con las tenazas de suspensión; si son de De estos carretales parte luego el cantero para llevar a cabo su
trabajo de labra, que hoy día se efectúa en la misma cantera o en sus inmediaciones, porque las piedras que conservan todavía su
humedad de cantera se trabajan mejor que las que ya se han desecado. Además, al aligerar las piedras se reducen los ulteriores gastos de transporte .
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mayor peso se las eleva con los llamados "diablos", que se introducen en cajas abiertas en la piedra y que tienen que hallarse exactamente en el centro de gravedad de la superficie superior. Para poder hacer esas cajas en la misma cantera se facilita a los
canteros un modelo del " diablo" que se desea emplear. El orificio o caja se hace ensanchando por abajo cuando se trata de
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arenisca. El "diablo" se introduce flojo y se asegura con arena húmeda. La caja cuando se abre en piedra granftica es de sección redonda y se perfora con un barreno o perforadora. Al colocar las piedras se ponen. primero provisionalmente. sobre trozos de cartón doblados varias veces o sobre plaquitas de pizarra del grueso de la junta. Después se vuelven a levantar para preparar el lecho del mortero, donde finalmente se dejan descansar. El espesor de las juntas es de 4 a 6 mm. Para evitar tener que volver a levantar la piedra . pueden rellenarse las juntas con mortero fluido. Coste y economfa de la fAbrica de sillerfa El coste de la fábrica de silleria depende de la dureza del material . del número de pasadas que requiere su acabado. es decir. de la mayor o menor finura de la labra , y del tamaño de las piedras. porque las superficies a labrar crecen con el número de piedras que entran por metro cúbico de fábrica . Con objeto de aprovechar mejor y en beneficio de la economía los bloques que resultan del arranque de cantera y que tienen diferentes tamaños, se hacen variar las alturas de las hiladas y el largo de las piedras. Si hay que labrar grandes extensiones de paramentos de sillerfa. puede aún intensificarse el aprovechamiento del material fijando únicamente las diferentes alturas de las hiladas, pero dejando libertad para emplear longitudes cualesqu iera de las piedras y fijando solamente un límite máximo y un limite mínimo para dichas longitudes. Un cantero. a pie de obra se lecciona y retoca las dimensiones en forma conveniente. La forma más costosa del empleo de la fábrica de silleria es la de la sillerla homogénea , compuesta de sillares iguales que, por lo tanto, exigen un enorme desperdicio de piedra para la selección y elaboración de cada una de las piedras.
Cuando no existen razones especiales que obliguen a escoger otras dimensiones. hay que emplear los valores normalizados. 1 . Definiciones 1.1. Valores o números normalizados: Son aquellos números que sirven de patrones y los valores de ellos deducidos. para las medidas aisladas, en obras y elementos de las mismas, tanto para obra en bruto. como acabada. 1.2 . Medida patrón para la construcción: Son , en primer término. medidas teóricas. Sin embargo. son las bases para las medidas de los elementos que. aisladamente o en conjunto. intervienen en las obras. en bruto o acabadas. Son indispensables para que puedan enlazarse y coordinarse bien. en la práctica . todas las partes de una obra de manera sistemática. 1.3. Medida nominal : Es la medida que deben tener las construcciones. Por lo regular, es la que figura en planos y dibujos. En las obras sin juntas. las medidas nominales son las mismas o corresponden a las medidas patrón. En cambio. en las obras con juntas. las medidas nominales se obtienen de las medidas patrón mediante deducción de las juntas. 2 . Números normalizados para la construcción
Serie preferente para med idas a istadas
Series preferentes para obras en bruto
a
b
e
d
25
25 2
25
25 -
'3
4
6'1, 8 '/,
La piedra y la expresión arquitectónica Si hoy día construimos con piedra natural cuyas formas de elaboración y utilización están establecidas y cultivadas desde hace siglos. no es que obedezcamos ciegamente motivos y tradiciones de tipo histórico. La razón es que esos bellos materiales naturales pueden combinarse excelentemente con otros materiales de tipo moderno. como por ejemplo el hormigón armado. el metal, el cristal. etc. Hay canteras cuya piedra es siempre de color homogéneo y constante. como ocurre con· las de granito. caliza conchífera y travertino. y también con muchas clases de piedra arenisca. Sin embargo. precisamente en estas últimas se suelen encontrar. junto a canteras que dan piedra de color siempre igual . otras en que la piedra presenta una variada gama de colores. Para las paredes de gran extensión se suelen preferir estas últimas. porque los colores demasiado ig uales dan paramentos apagados y " muertos". Por consiguiente. es oportuno. muchas veces( recurrir a piedra de varias canteras con objeto de conseguir cierta animación o vida en las superficies gracias a la combinación de colores. la piedra natural de calidad valiosa o poco común sólo se emplea actualmente y por regla general en forma de placas o láminas delgadas que constituyen una protección contra la humedad que producirían las precipitaciones y contribuyen de esta manera a aumentar la protección térmica que proporciona la pared. las placas de piedra natural no se elaboran por medio de trabajo de canterfa. sino que se obtienen mediante el aserrado de grandes bloques. Este método de preparación ahorra gran cantidad de mano de obra y aprovecha mejor el material porque apenas origina roturas. Los detalles acerca del revestimiento con placas de piedra natural o artificial se encuentran en la página 179.
Ordenación de dimensiones - DI N 4172 Observación preliminar El desarrollo experimentado por la edificación hace indispensable una ordenación de dimensiones y tamaños como base para proyectos. a fin de lograr la normalización de las construcciones. Gracias a ella se reduce el número y variedad de tamaños en los materiales y elementos de la construcción.
12 '/,
12 t h
16'/, 18'1,
25
25
25
25 31 '1.
33 '1 ,
37 '1,
37 '1,
41 '1, .0'1. SO
50
50
50
56 '/. 58' /,
62 '/,
62 '1, 66'1, 68'/.
75
75
75
75 81 'l.
83 '1, 87'1,
a7 '1, 91 ' /,
93 '1. 100
100
lOO
lOO
Seri es preferentes para obras acabadós
f
25 S 10 = 2 2,5 S 7,5 10 12,5 15 17,5 20 22,S 25 27,S 30 32,S 35 37,S 40 42,S 45 47,S SO 52,S SS 57,S 60 62,S 65 67,S 70 72,S 75 77,S 80 82,S as 87,S 90 92 ,S 95 97,S 100
9
h
;
S 2xS 4x S Sx S S 10
10
15 20
20
20
25 30
25
30
35 40
40
40
45 SO
SO
SO
SS
60
60
60
65 70
70
75 80
75 80
80
85 90
90
95 100
100
100
100
3 . Medidas menores Son medidas menores las de 2 .5 cm y las inferiores a ésta . Según la norma DIN 323, serie 10, hay que escogerlas entre las siguientes: 2,5 cm; 2 cm ; 1,6 cm; 1,25 cm ; 1 cm ; 8 mm ; 6,3 mm ; 5 mm ; 4 mm ; 3 ,2 mm ; 2 ,5 mm; 2 mm ; 1,6 mm; 1,25 mm ; 1 mm ; 4 . Aplicación de los valores normalizados para la construcción 4 .1. las medidas patrón deben buscarse en la tabla . 4.2. Las medidas nominales en los tipos de construcciones sin
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133
MEDIDAS PATRÓN PARA LA CONSTRUCCiÓN
I
{Módulos)
S x 25 - 125
juntas son iguales a las medidas patrón. En tal caso hay que buscarlas en la tabla. Ejemplo:
I
+- 25 ~ 25 ~ 25 ~ 25 ~ 25 --+ I
Medida patrón para espesores de muros de hormigón de masa Medida nominal para espesores de muros de hormigón en masa Medida patrón para anchura de locales Medida nominal para anchura de locales
25
I
25. - t - 25 - + - 25-t-2S j
0,5
(5X25)+(2x0,5) - 12b
Medida patrón de la longitud de u·n ladrillo Medida nominal de la longitud de un ladrillo Medida patrón para anchura de local Medida nominal para anchura de local
Med idos nominales
L
MEDIDAS PATRÓN PARA LA CONSTRUCCiÓN
(Módulos)
5 x 25 - 125
25 ~ 25 ~ 25 -+- 2S -+- 25
=t
0,5
+- 25 ~ +--
= 25
cm
= 25- 1= 24 cm = 300 cm = 300+1 = 301 cm
4.4 Cuando no es posible fijar todas las medidas de una obra mediante valores normalizados, deben ser empleados los valores
I
normalizados, en primer término, para la fijación de los puntos y superficies de c,ontacto con otras partes o secciones de la construcción, que hayan sido ya dimensionadas a base de valores normalizados. 5. Juntas V aparejo las partes y elementos de las construcciones (ladrillos. placas. etc.) deben dimensionarse de manera que sus medidas patrón al aparejarse den valores normalizados. Hay que tener en cuenta, en tal caso, las reglas de aparejado, las juntas de la puesta en obra y las tolerancias.
,
I
= 25 cm
=300 cm = 300 cm
4 .3 Las medidas nominales en tipos de construcción con juntas se deducen de las medidas patrón restando o añadiendo el valor de las juntas. Ejemplo :
, o, 5 t
= 25 cm
25 - - j - 25 - t - 25 - + -.25 t
0,5
(S x 25) - ( 2 x 0,5) - 124
M edidos nom inales
Longitud de un ladrillo Módulo 12.S cm HEDIDAS PA. TRÓN y
MEDIDAS NOMINALES segú n DIN
-
'H~d;dQ pa, :ó~ +i5- ~ 25-
,
25-
f+1: 1
,un
'" N
Medida patrón
Junta
2S cm 2S
cm
24 cm
cm
cm
11,S cm
cm
1,23 cm
7,1 cm
cm
1,OS cm
S,2 cm
Anchura de un ladrillo
-
Altura de un ladrillo
3
y también
T
'" ~
2
2S 2S
Medida nominal
Obra de fábrica de materiales cerámicos
En t ipos de construcCiones con junta¡ de colocación en obra
Med ida.s nominales
En tipos de construcciones sin juntas de colocación en obra
m:::III::: III::: 11 1 134
las piezas cerámicas son productos moldeados y cocidos en las ladrillerlas o tejares utilizando barro, arcilla u otras masas de tipo arcilloso. La denominación oficial es: " Ladrillos de albañileria'·. Están normalizadas en la DIN 105. En la práctica , sin embargo, casi siempre se denominan simplemente " ladrillos". la fabricación y elaboración de ladrillos cerámicos era conocida entre el Eufrates y el Tigris (Mesopotamia'. Más tarde, a través de los . romanos, llegó a los pueblos germánicos, que en la época del gótico (cerámica gótica' llevaron la construcción de ladrillo hasta la máxima perfecciono Del mismo modo que en el época del Renacimiento. la piedra natural, como material de construcción para muros y paredes, adquirió gran preponderancia sobre ia madera, el ladrillo cerámico, durante el siglo XIX, logró sustituir casi totalmente a los anteriores métodos de construcción usuales. Al principio los ladrillos se moldeaban a mano; actualmen te su fabricación se ha mecanizado. Los antiguos ladrillos de elaboración manual, cocidos según los métodos primitivos de aquellos tiempos. adolecfan de desigualdad en su dureza y resistencia . dando gran proporción de rechazo y desperdicio; en cambio, los ladrillos modernos fabricados mecánicamente, bien cocidos con homogeneidad presentan otros defectos. debidos precisamente a su modo de fabricación, que los hechos a mano no tenran. A causa de la presión de las paredes en la boca de la prensa de
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moldeo, la zona del borde del ladrillo queda más compacta y lisa , de forma que se deseca V cuece desigualmente. con lo cual forma una cáscara que hace que el ladrillo no se parta tan fácilmente como los ladrillos de estructura homogénea. Las superficies lisas exteriores son menos aptas para la adherencia de revoques y enlucidos. Con objeto de corregir ese inconveniente se procura que la cara más áspera o rugosa que siempre tienen cuando se secan sobre tablero enarenado quede hacia el paramento exterior al construir. Esta medida es sobre todo muy necesaria cuando se aplican enlucidos muy finos y fluidos , pues no se adhieren bien a la superficie lisa del ladrillo y las lluvias los deslavan con facilidad.
Formas y tamaños de los ladrillos Las dimensiones de que se partió en su origen para fijar el tamaño de los ladrillos fueron las convenientes para asirlos cómodamente con la mano. Esto determinó la anchura del ladrillo macizo. Los tamaños mayores que se dan a los ladrillos huecos son debidos a la mayor manejabilidad que trae consigo la redu cción del peso. Algunos tipos de ladrillos huecos son muy manejables gracias al moldeo de rebajos o asideros especiales.
Para lograr un buen aparejo y la indispensable trabazón entre los ladrillos macizos (tamaño normal) la longitud del ladrillo tiene que ser siempre igual al doble de su anchura más el grueso de una junta. la altura del ladrillo no guarda ninguna relación directa con su superficie de base y puede, por consiguiente. fijarse libremente. Su aplicación ornamental, de todos modos, es la que fija limites a esas dimensiones. Antiguos tamailos y dimensiones de los ladrillos El antiguo tamaño y forma tlpica Reich con su anchura de 12 cm aún se encuentra en el mercado. La anchura de los ladrillos en la mayorfa de los pafses europeos no difiere mucho de esas medidas y oscila entre 10,5 y 13 cm. La longitud de los ladrillos es de 2 x 12 cm (anchura' + 1 cm (junta vertical) = 25 cm y su altura o espesor 6 ,5 cm. Este tamaño, conocido con la denominación de " modelo Reich", fue introducido en 1852 tomando como base las antiguas dimensiones prusianas en pulgadas. La longi tud + la junta era de 10 pulgadas prusianas = 26 cm; la anchura + la junta era de 5 pulgadas = 13 cm . Descontadas las juntas se R"aciones entre
~
.,
<j
d
¡
¡
r
1I t
obtuvo el tamaño de 25 x 12 cm. La altura de 6 ,5 cm se determinó a base de que el número redondo de 400 ladrillos, incluyendo las inevitables pérdidas por roturas pudiese dar 1 m3 de obra de fábri ca. El antiguo tamaño y forma del " modelo Reich" presenta los siguientes inconvenientes prácticos y estéticos : la medida del testero o cabeza (anchura del ladrillo + la junta' = 13 cm no encaja en el sistema decimal y proporciona una serie de números incómodos. En la obra de fábrica que ha de quedar sin revocar el ladrillo parece demasiado grueso para su longitud y además no se presta para combinaciones ornamentales en los paramentos. Al ajustar una faja a sardinel, ya constituye una dificultad el hecho de que dos hiladas y una junta no enrasen con la anchura del ladrillo puesto de canto, por lo que la hilada superior o de enrase siempre tiene que recortarse o cercenarse para lograr dicho enrase, cosa que resulta laboriosa y dificil. Ladrillos que deban ser empleados de una manera general y sin limitaciones tienen que llenar también esta condición: Su altura o espesor debe dimensiones de la siguiente manera: (anchura de"adri110 - 1 junta horizontal): 2 . El antiguo tamaño y forma del ladrillo de 8aden, de 27 x 13 x 6 y el "ladrillo real " bávaro de 29 x 14 x 6 ,5 cm cumplen con dicha condición. Si a cada dimensión se le agrega 1 cm como espesor de 1 junta, partiendo de la altura o espesor del ladrillo, se obtienen respect ivamente las series 7 - 14 - 28 cm y 7,5 - 15 - 30 cm que guardan las relaciones 1 : 2 : 4 ; éstas son las que convienen a una obra que deba ser aplicable a un uso general. Hasta la fecha , ladrillos dimensionados en esa forma sólo se fabrican sobre pedido. Nuevos tamaños y formas de tadrillos Desde 1941 fueron propuestos por el Prof. Neufert los nuevos ladrillos llamados " octámetros", cuyas dimensiones eran 24 x 11 ,5 x 6,5 cm. El grueso de 6 ,5 cm del ladrillo normal alemán se mantiene , pues, en esta propuesta. En la nueva revisión de la norma DIN 105 de enero de 1952 se fijaron las dimensiones de los ladrillos macizos y huecos en correspondencia con la nueva ordenación de tamaños de la DIN 4172 Y en la forma siguiente:
Longitud en cm
I
Anchura en cm 11 .5
14
-t
..-
..
..-
N
¡
¡
2-1,0
De estos tamaños de ladrillos, por lo regular, sólo deben ser fabricados y empleados con preferencia los siguientes:
Oc
¡
II t
t
Alturas de las hiladas
Longitl,od en cm
I
Anchura en cm
I
Altura o grueso en cm
11
Tamaño delgado
OF
2-1
11,5
5,2
~
Tamaño normal
NF
2-1
11 ,5
7,1
==
11
Ir
I
.
5.2 7,1 11 .3 15.5 17,5 23,8
17,5
gruaos o calturos de Jos antiguos ladrillos N
I Altura o grueso en cm
t
t
Tamcmo 11 ' . normal
11 /. NF
2-1
11,5
11,3
Tamcmo 21'. normal
211. NF
14
17,5
11 ,3
los ladrillos macizos se fabrican casI siempre en los tamaños normal y delgado. Los tamaños mayores, cuando se trata de ladrillos macizos presentan dificultades de cocción y por su excesivo peso son de difícil manipulación. Los ladrillos de tamaño normal y delgado están estudiados de manera que 4 hiladas de ladrillo delgado equivalgan a 3 hiladas de ladrillo normal. Reladón enlre los ,ruHQS o alturas de 101 ladrillos modernos
Altura (grueso) de 101 lcu:lrillOl
~
·1 0, 4
14,2
21,9
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= Hedida mú
convenientes
135
En este nuevo sistema y forma de ladrillos, la anchura + la junta resulta ser de 1/ 8 m = 12,5 cm. Se tiene así la siguiente serie de valores fácil es de recordar: 12,5 - 25 - 37 ,5 - 50 - 62 ,5 - 75 87 ,5 - 100 cm, etc., que comprende el octavo, el cuarto, la mitad, los tres cuartos del metro y el metro entero. HilGdcu
Observación a la tabla de la página Las cantidades de material que se mencionan en esas tablas
están determinadas por cálculo. Las perdidas que se producen por transporte y en la puesta en obra no se tienen en cuenta. Las roturas y pérdidas de ladrillos con que hay que contar para el material que se inutiliza oscilan entre un 2 y un 5 %. Así, pues, al calcular la cantidad de obra que en realidad se necesitará habrá que aumentar en dichas proporciones los valores que dan las
tablas. Si las juntas se hacen de más de 1,2 cm de espesor, se rebajará la cantidad de ladrillos. Para el mortero, hay que aumentar en un 30 o 35% los valores de las tablas, según se deduce del siguiente ejemplo, si se quiere obtener la cantidad realmente necesaria:
D~
Alturas d. 101 ladrillos
1 m' de fábrica de ladrillo (formato normal) contiene , según el cálculo, 385 ladrillos, que a 0,00196 m' cada uno representan 0 ,7524 m' de ladrillo, de manera que para las juntas quedan 1,00 - 0 ,7524 = 0 ,2476 m', o sean 248 litros. Sin embargo, como el promedio del volumen de los ladrillos comerciales corrientes no es de 0 ,00196 m' sino de 0 ,00189 m', la fracción correspondiente a las juntas en cada 1 m 3 de obra ·de fábri ca
s.z cm
7.1 cm
11,3 cm
24cm
será de 1,00 -(384 x 0 ,00189) = 0 ,2743 m' o sean 274 litros. El mortero preparado con la paleta y que se comprime al ser colocado en la obra, pierde parte de su agua en favor del ladrillo. Esto reduce su volumen en un 1 1,5%. A la cantidad antes calculada de 274 litros hay que añadir pues un 11 ,5%; 274 x (1 + 0 ,1 15) = 315 litros de mortero. Las pérdidas por transporte y durante la puesta en obra , asi como por restos ¡naprovechables,
etc., vienen a ser de un 4%. Resulta pues, que para 1 m' de fá-
Ladrillos macizos
brica de ladrillo se requiere una cantidad práctica de mortero
Los ladrillos macizos, con objeto de obtener una reducción de su
315 X (1 + 0,04) = 328 litros, O sea aproximadamente un 30% más que la cantidad estricta dada por el cálculo de 248 litros.
peso y facilitar su desecación y cocción. así como para que resulten de más fácil troceo deben tener ranuras y unos orificios perpendiculares a sus caras mayores o de asiento. La sección de cada orificio no debe exceder de 6 cm 2 ; la anchura de las ranuras
15 mm y la suma de las secciones huecas no ha de rebasar el 15% de la superficie total de la cara mayor del ladrillo. Por su resisten cia a los agentes atmosféricos se distinguen : Ladrillos macizos para obra de fábrica revocada y
Ladrillos macizos para obra de fábrica vista .
Ejecución de la obra de fAbrica con ladrillo macizo La obra de fábrica de ladrillo macizo se rige por la norma DIN 1053. los ladrillos macizos tienen que cumplir con la norma DIN 105. Toda obra de fábrica tiene que ejecutarse con las reglas del buen aparejo: bien nivelada , bien alineada y a plomo. Al construir paredes se empieza por colocar los ladrillos de los extremos, de
las esquinas o ángulos y de las aberturas. Al subir las paredes se procede llevando siempre por delante el aparejo de las esquinas
y llenando después las partes intermedias de la pared. Por consi-
Ladrillos macizos para obra de fábrica revocada Los tipos Mz 100 Y Mz 150 (que son los llamados ladrillos para
guiente, hay Que tener bien presente Que las aristas de las esquinas deben constantemente comprobarse en su verticalidad , con la plomada, y los paramentos intermedios, en su alineación entre
fábrica interior) no son inalterables ante la acción de los agentes atmosféricos y s610 deben ser empleados para paredes interiores
arista y arista , por medio de cordeles tirantes Itendeles). Las paredes de 1/ 2 asta y de 1 asta pueden subirse comprobando la alineación por una sola de sus caras. A partir de espesores de
" paredes exteriores revocadas.
p>red de asta y media deben disponerse tendeles en ambas
Ladrillos macizos para obra de fábrica vista Los tipos de ladrillos VMz 150, VMz 250 y el ladrillo KMz 350 cocido hasta el punto de vitrificadón no son heladizos y por ello resultan apropiados para fábricas de obra vista o como pi ezas de aplacado exterior para protección de otros materiales menos resistentes contra los agentes atmosféricos. Además , por su elevada resistencia a compresión son también apropiados para la construcción de elementos sometidos a fuertes solicitaciones estáticas.
136
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I
DIN 105
LADRILLOS MÁS USUALES LADRILLOS MACIZOS
Macizo MI 100
/"
FormQto
TQma ~ o
TGrnoi'io
Tama"o
Tarnoi'io
Tamaño
normo.l
delgado
normal
delgado
normal
Ninguno
Distintivo
Dimensiones
.
Ae
'¡¡¡'o
'e':
2.
2.
2.
2.
2.
Anchura
cm
11,5
11,5
11,5
11,5
11 ,5
11,5
11 ,5
11,5
Altura (grueso)
cm
7,1
5,2
7,1
5,2
7,1
5,2
7,1
5,2
2,5
3,3
2,5
. ,0
kg/dm l
Valor individuol mrnimo
t!
l~ c m
Grupo del marino según DIN 105)1)
o ~ e E o o
.t ~a
Con pot.d .. d. grueso
< 14
cm
Grupo del mortero según DIN 1053 t )
o ~
Re. i.tenda
Q
S 1,8 3,3
S 1,8 2,5
3,3
~
150
250
350
kg/cm
80
120
200
300
6
8
10
22
' kg/cm!
11
kg/cm'
9
12
16
111
kg/cm'
12
16
22
I
kglcm 1
7
11
kg/cm t
•
6
6
8
11
15
111
kg/em-
8
11
15
20
no nigida
exigida
Coeficiente de conductividad térmica de la obra de róbrica Peso calculado de la obra de fóbrica
no exigida
30
-
kccl/mh O
0.68
0 .68
0.68
0.90
kg(m'
1800
1800
1800
1900
P,. VI
YI
Peso e.p.cfflco aparente del ladrillo
V,
Volumen del ladrillo
Pérdidas : Lad rillo : 1 - 5% Mortero : lO - ]5 %
MATERIAL NECESARIO
Peso del ladrillo seco Pared med ia asta
t) Grupos de morlero .egún OIN 1051, vh.e póg. 130
Número
.a
64
Mortero
Litro.
21
23 128
N úme ro
96
Mortero
Litros
52
.u cara exterior.
Ladrillo.
Número
Mortero
Litro.
Ladrillo. Mortero
Pared de asta
Pared de cuto y media
' El distinlivo •• aplica de.pué. d. la cocción: Uno d. cada 100 ladrillo. del lot. debe llevarlo
"
~
n
56
,.4
192
82
89
Número
~
512
Litro.
248
265
H:r: 150 : verde Para 1 m'
tr24~mal\o delgadc X 11 X 5,1
ladrillo.
ladrillos
Para 1 mi
4) Fran ja de color d. 20 mm de anchura:
w
Tamal\o normal 14 X 11 X 7,1
lizar como aplacado. de revestimiento (VMz) si n nec.sidad d. revoque en
s) Si lo. Mz 100. Mz 1 SO y Mz 250 .on r •• i.tenle. a las helada ••e pueden uti-
Mz 250 : blanca
3,0
100
no exigida
1) Pe.o e.p. aparente del ladrillo 1'1
1,9
kg/cm '
101 hetadosa )
P,.
S 1,8
I
~.
:g S
810nco4)
2.
la compresión
grU810
delgado Ninguno
2.
kg
Con parede. de
TomaRa
normal
2.
Valor medio Q
Tamailo
cm
P. ,O aproximado R•• istenda
V.rde4)
Tornai\o delgado
Longitud
Valor medio
Peso especifico opa,..nte 1)
Aecocho KMz 350
Macizo MI: lSO
HacÍ1:o MI. 150
!
Obra d. fóbrica
Ob.ervación : LGI cantidades d. materiale. citada •• n las tabla. e.lón d.termlnada. por cólculo. En lo. ladrillo. no .. han inclu id o la. rotura. ni en el ,..rtero la pérdida que en la preparación y puosta on obra.o producon .
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caras. Es preferible ir construyendo de derecha a izquierda, porque la mano derecha es la que sostiene la paleta y la izquierda la que va colocando los ladrillos. Sin embargo, un albañil experto suele trabajar con igual perfección de izquierda a derecha (a contramano). Cuando está colocada una hilada se rellenan bien con mortero sus juntas verticales. Los ladrillos porosos o secos deben remojarse bien antes de colocarlos en obra, porque el mortero, para su carbonatación, necesita agua , y si no está bastante mojado el ladrillo la absorbe. En tiempo de heladas no debe construirse a la intemperie obra de ladrillo. Las piezas de acero siempre deben fijarse con mortero de cemento, que protege el metal contra la oxidación. Una vez se ha llegado a la total altura de cada piso, debe com probarse con regla y nivel la horizontalidad de las hiladas y proceder a su aplanado y alisado,
Herramiantas de albañil Para levantar las paredes en las casas de pisos, con obra de fábrica, el albañil sigue empleando todavía las herramientas antiguas de su oficio, como la paleta o palastre, el martillo o maceta , la plomada y el nivel de agua, Además, el metro, la regla o reglón de 5 m de longitud, el cordel para los tendeles, la regla para apoyar el nivel y, en caso de obra sin revocar, la reglilla destinada a mantener la igúaldad de altura de las hiladas. Gruesos V longitudes de paredes La longitud y el grueso de una pared se calcula por el número de t esteros o cabezas de ladrillo que caben en ella : 1 test ero = 11 ,5 cm (anchura del ladrillo) + 1 cm (junta vertical) = 12,5 cm. (En el antiguo tamaño Rei ch: 1 testero = 12 cm + 1 cm de junta vertical = 13 cm.)
Se llaman sogas los ladrillos que tienen sus aristas largas paralelas al paramento y tizones o llaves los que las tienen perpendiculares al mismo. Se denominan juntas los espacios rellenos de mortero que quedan entre los ladrillos. Cuando estas juntas son horizontales o, en su caso, perpendiculares a la dirección de la presión que han de soportar los ladrillos se las llama juntas horizontales o de asiento, o también juntas de tendel. Las juntas verticales, además de este nombre se llaman también 118gas, Una hilada es un lecho o capa de ladrillos, colocada en obra por el albañil según las reglas V usos del buen aparejo. Según la posición de los ladrillos, se distinguen los siguientes tipos de hiladas: hiladas a soga, que son aquellas que en el paramento sólo presentan ladrillos colocados en esta forma ; hiladas a tizón, que son las que sólo presentan las cabezas, es decir, su cara menor en el paramento, en posición tendida ; hiladas a sardinel o de canto, las que presentan dichas cabezas pero en posición vertical , con lo cual las jun'":as verticales están formadas entre las caras mayores, y las horizontales o de asiento se hacen por caras estrechas. Las altas y extensas juntas verticales aumentan la adherencia de los ladrillos de la hilada entre sí. Los ladrillos colocados verticalmente de canto reparten mejor las presiones que los colocados de plano, pues estos últimos se rompen con más facilidad bajo la acción de cargas grandes. La hilada a sardinel resulta , pues, ventajosa para apoyos de cargas y techos y para terminación de muros, antepechos y cornisas. Mediante capas o hiladas a sardinel oblicuo pueden someterse a tensión las superficies de las paredes, En las hiladas triscadas, los ladrillos de las hiladas a sardinel se colocan inclinados, formando un ángulo de 45 0 a 60 0 con las líneas de los tendeles. En las hiladas " a corriente", los ladrillos colocados de plano están en posición oblicua respecto del paramento.
Hilada a SOSIa
I( Espesor y longitud libres = (x . 12 ,5 cm) - 1 cm, Por consiguiente, las medidas de las paredes serán : 11 ,5 cm ; 24 cm; 36 ,5 cm; 49 cm ; etc. [y con el tamaño antiguo tipo Reich (x 13 cm) - 1 cm , o sea : 12 cm, 25 cm, 38 cm, etc.] .
Hilada a t ixón
Hilada a sardinel
I La longitud de una pared a continuación de otra (medida del proyecto) = x . 12,5 cm . (Con tamaño Reich = x . 13 cm) ; en este caso, el número de testeros y de juntas es el mismo.
Hilada triscada
longitud de pared contruida en un hueco entre dos obras existentes (luz o dimensión interior) = (x . 12 ,5) + 1 cm . [con el tamaño tipo Reich = (X . 13) + 1 cm) ; el número de juntas , en este caso, es una unidad mayor que el de testeros de ladrillo. Hilada a corriente
Denominaciones con que se distinguen los ladrillos, las juntas V las hiladas Los ladrillos, las juntas y las hiladas reciben distintas denominaciones según su situación.
138
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I(
I(
I( I(
M.didGl d. los ladrillos modo""" M~idGl
(Formato nonnoI corrapondiente a la QJN "'172)
d. los ladrillos a ntiguos (Formato Reich)
~s-,·_~s
/~. '''-'''/
-<'~ ~y/" ~
'--./
El enlace transversa l de todo aparejo de muro, consistente en Que cada ladrillo tenga una superposición de '/2 ladrillo sobre el inferior, es muy bueno. Sólo se producen grietas por pandeo en este enlace en los muros muy cargados y demasiado altos. Sin embargo, la resistencia al pandeo casi nu nca es sobrepasada, de modo que el enlace transversal rara vez se agrieta . En el enlace longitudinal las grietas ya son más frecuentes. Se producen , por ejemplo, por asientos desiguales del terreno de cimentación. Aparejo a soga o de chimenea Consiste en hacer todas sus hiladas a soga, con lo que las paredes o las chimeneas resultan de '/2 asta . la superposición, endentado y escalona miento resulta ni siempre del ta maño de '12 ladrillo.
Aparejo a tizón o de testeros
~ ~5
Laddllo ' / .
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Aparejos de paredas Se entiende por aparejo la disposición de las juntas de los ladrillos en un cuerpo de obra de fábrica según reglas determinadas, que deben garantizar la debida trabazón entre los distintos elementos que lo componen las uniones de los cuerpos de obra de fábrica en los cruces y enlaces. Aunque los esfuerzos para conseguir mayor rentabilidad en las obras de fábrica. mediante mayoración de los tamaños de ladrillos, han reducido la cantidad de juntas, y con ello el importe de la mano de obra. todos los aparejos normalizados se basan en el tamaño normal del ladrillo. En la realización práctica de aparejos de paredes con ladrillo macizo hay que tener en cuenta las siguientes reglas de carácter general : todas las hiladas tienen que desca nsar sobre planos horizontales; hay que procurar emplear el número mayor posible de ladrillos enteros; en el interior de la pared, en cuanto sea posible, hay que procurar Que los ladrillos estén a tiZÓn; en paredes de 1,1'12 y 2 astas de espesor, deben alternarse las hiladas a soga y a tizón; en las hiladas a tizón quedan aparentes en el paramento únicamentas los testeros o caras menores de los ladrillos; en los extremos de la pared cada hilada o soga empieza con tantas piezas de ' /. de ladrillo como testeros entran en el espesor de la pared; el mayor número posible de juntas verticales deben atravesar el total espesor de la pared; las juntas verticales e intermedias de hiladas superpuestas no deben coincidir, sino al contrario estar encontradas o entrecruzadas, siendo el desplazamiento entre unas y otras al menos de ' /. de ladrillo; en las esquinas, en los cruces de paredes o en los sitios donde una pared termina uniéndose a otra transversal (encuentro). las hiladas a soga deben continuar y, en cambio, las hi ladas a t izón deben enlazarse y trabarse. las jambas de puertas y ventanas son extremos de paredes provistos de salientes para formar la mocheta . Estos salientes se obtienen : en las hiladas a tizón , suplementándolas con una pieza .de ladrillo de anchura igual al saliente de la mocheta, y en las hiladas a soga, corriendo hacia fuera el ladrillo extremo. La bondad o calidad de un aparejo depende de la resistencia Que pueda presentar contra el agrieta mie nto.
Este aparejo conviene únicamente para paredes de asta. Todas sus hiladas se componen únicamente de tizones que van superpuestos a juntas encontradas. con recubrimientos de '/~ de ladrillo. El escalonamiento del aparejo longitudina l es muy empinado. TIene, pues, tendencia a la formación de grietas. El aparejo a tizón e~ muy apropiado para paredes de planta circular con radio corto, para chimeneas de fábricas , etc.
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de ladrillo. El escalonamiento longitudinal es bastante tendido. siendo alternativamente de '/4 y de 3/ 4 de ladrillo ; esta irregularidad le presta una excelente trabazón longitudinal. El dibujo que este aparejo forma en los paramentos ofrece poco atractivo, ciertamente. por lo Que no suele escogerse para obra de fábrica vista Que haya de quedar sin revocar.
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Aparejo belga También en el aparejo belga o cruzado alternan regularmente las hiladas a soga y a tizón. Sin embargo, están desplazadas unas respecto de otras, de manera que no repiten su posición más que cada 4 hiladas. La primera y la segunda hiladas van colocadas igual que en el aparejo inglés; la tercera hilada es como la primera , y la cuarta es como la segunda . pero en ella las juntas verticales van desplazadas longitudinalmente '/2 ladrillo. En la cuerta hilada (hilada de sogas) , después de la primera pieza (3/. de ladrillo) sigue un t izón y después de éste vienen las sogas. Las juntas verticales de las hiladas de tizones quedan superpuestas en las mismas Ifneas verticales, en tanto que las juntas de las hiladas de sogas se hallan alternativamente desplazadas '/2 ladrillo. Resulta de ello que el aparejo belga presenta un paramento caracteristico, por cuya razón se le prefiere al inglés cuando la obra ha de quedar vista . En el aparejo cruzado el escalonamiento es de ' /. de ladrillo y el endentado es de dos veces '/. de ladrillo. Su trabazón longitudinal no es tan buena como la del aparejo inglés, por lo que es más propenso a la producción de grietas oblicuas. En cambio, por su buen endentado está bien defendido contra grietas verticales.
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I I I I I I Aparej os históricos Estos aparejos no corresponden completamente a las reglas dadas. Con frecuencia las juntas se superponen. Por esta razón no alcanza n las fábricas así aparej ada s tan altas resistencias como. p. ej., las que dan los aparejos inglés y belga que aparecieron después del Renaci miento. Por ta l inconveniente, los ti pos antiguos de aparejos actualmente sólo se emp lean en paredes de relleno o de revesti miento.
Aparejo gótico o polaco En todas las hiladas al ternan constante mente sogas y tizones. Este aparejo ofrece diversas posibilidades de combinaciones ornamenta les, especia lmente si se emplean ladrillos de distintos colores.
A parejo holandés o flamenco Las hiladas de tizones son iguales que en el aparejo inglés o en el belga. En las hiladas a soga, se intercala un tizón entre cada dos ladrillos a soga . En paredes de asta y media hay que emplear muchas piezas de ' /. de ladrillo, lo cual ocasiona gran cantidad de desperdicio de obra. La abundancia de testeros en el paramento da una impresión de pobreza o mezquindad.
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Aparejo de la Marca o aparejo wendo En todas las capas se colocan dos sogas segu idas y a continuación un tizón , repitiendo constantemente esta figura . El consul·, hilada
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mo de piezas fraccionarias es menor que en eJ aparejo gótico. La abundancia de sogas da a sus paramentos un aspecto de grandiosidad.
Rehundidos y ranuras en las paredes Los rehundidos y ranuras en las paredes son rebajos o huecos dejados en la obra de fábrica. Los rehundidos se sue len dejar en las construcciones para encajar en ellos radiadores de calefacción, armarios empotrados, etc. En las ranuras suelen disponerse las tuberías de agua o de desagües o las de la calefacción. En los rehundidos y ranuras, el espesor de la pared remanente, la " pared de protección", debe ser por lo menos de media asta.
Aparejo americano En el aparejo americano, a cada tres o más hiladas de sogas se coloca una hilada de tizones. El dibujo de sus paramentos resul-
ta sugestivo y atrayente, por lo que es muy adecuado para revestimientos. El consumo de piezas fraccionadas es mínimo en este tipo de aparejo.
Aparejo rústico Los tizones y sogas alternando de forma irregular dan un paramento lleno de animación e inquietud. Fritz-Schumacher, por
~IIIII~ Con ladrillos de formato Re ich (25
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Con l¡ldrillo5 DIN 4172 (24 X '1,5 X 7,1)
ejemplo, empleó este aparejo en los años 1913 a 1916 en el Museo Histórico de Hamburgo. El aparejo rústico sólo se emplea en casos especiales. Aparejos ornamentales Los entrepaños o forjados de ladrillo sin revocar de los edificios de entra mado de madera, de hormigón armado o de acero, se aparejan en muchos casos según formas ornamentales o decorativas. La obra de fábrica tiene que ir bien sujeta a la armazón. Para los aparejos ornamentales solamente son adecuados tipos de ladrillos como p. ej. el antiguo ladrillo badense (de 27 x 13 x 6 cm). el ladrillo real bávaro (de 29 x 14 x 6,5 cm) y el nuevo tamaño normal (de 24 x 11 ,5 x 7,1 cm) con la relación de dimensiones 1:2 :4. 3 hiladas + 2 juntas deben enrasar asl con un ladrillo puestO verticalmente en el sentido de su longitud. ~
10.13510.2610,38510.51 10,63 5 10.7610.88 5 11.01 11.13 5 1 Med idas superiores a 1 m, con las mismas cifras decimales
Resaltos en las paredes Se entiende por resaltos en las paredes aque llas partes salientes de las mismas que sirven como refuerzo y animación de los paramentos (pilastras, machones) o que están destinadas a la absorción de mayores cargas aisladas (contrafuertes).
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Con ladrillos DIN 4172 (24 X 11 , 5 X 7,1)
Medidas superiores a 1 m. con las mismas cifras decimales
145 Schmitt - 10
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Aparejo de pilares los pilares cuadrados llevan en cada hilada el mismo aparejo, pero desplaz~ndolo sucesivamente 90° ,
TIene también importancia el color de los morteros. Un reticula-
do de juntas de color claro realza mucho la tonalidad de conjunto de la pared y le da un car~cte r amable. Sin embargo, el color de las juntas no debe contrastar con demasiada dureza con el
tono del ladrillo. Cuando debido al uso de la cal gris o de una
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Los pilares cuadrados de asta están hechos exclusivamente con ladrillos enteros.
los pilares cuadrados de asta y media llevan en cada hilacta 6 piezas de ' /. de ladrillo. los pilares cuadrados de 2 y 3 astas, si se respetan las reglas de buen aparejo llevan gran número de piezas de ' /. de ladrillo, por lo que dan lugar a gran desperdicio de obra ,
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Agregación de paredes a obras de fábrica ya existentes Los escalonamientos en las paredes solamente deben dejarse
cuando la parte de obra que · habr~ de enlazar con ellas se tenga que construir muy poco tiempo después y haya de tener poca altura . Cuando se trata de paredes de mucha altura , cuyo escalonamiento iría demasiado lejos, se recurre al enlace por adarajas. Si hay que evitar la formación de grietas, hay que contruir pronto la
nueva obra de
f~brica
y ligar bien con mortero las adarajas de
una y otra sección de la obra, a fin de evitar que puedan hacer asiento por separado.
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arena obscura se tropieza con dificultades para obtener juntas de color claro. puede recurrise a adiciones de cemento blanco. El cemento gris ordinario, sobre todo si se emplea con arena obscura, da a las juntas un color gris sucio de aspecto desagradable.
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En los pilares rectangulares se consideran las dos caras estrechas como extremos de pared. colocando en ellos tantas piezas de 3/4 de ladrillo como testeros deban aparecer en dichas caras estrechas, y se rellena el hueco sobrante intermedio con ladrillos
enteros o medios ladrillos. Rejuntado de la obra de fébrica La obra de f~brica sin revocar, u obra vista, hecha de ladrillo inalterable a la intemperie. debe protegerse en sus juntas mediante
un cuidadoso rejuntado. Al hacer el acabado de las juntas hay que tener presente que esa operación sólo obedece a una necesidad técnica. Los juegos o diversiones decorativas, como son el
resalto o el rehundido de las juntas para lograr efectos de sombras, deben pasar a segundo plano a causa del peligro que
Obra nueva
reportan por las influencias atmósfericas. Lo mejor es la junta
plana y enrasada con el paramento. Re chaza r~pidamente el agua de lluvia e impide asi la penetración de humedades en el cuerpo de la f~brica . Al subir las paredes, lo mejor es emplear un mortero suficientemente espeso, dejar las juntas bien llenas y enrasarlas alisando el mortero sobre los ladrillos. A continuación se limpia con una
astilla o regla de madera o con un estropajo mojado. Si el rejuntado no se hace hasta más tarde , como ocurre en la mayoria de los casos en que se emplean ladrillos recochos o vitrificados. es necesario rascar y vaciar las juntas hasta unos 3
cm de profundidad para rellenarlas luego con mortero de cemento puzolánico o mortero de cemento adicionado con cal.
Cuando hay que agregar una obra nueva a un edificio ya existente , hay que tener en cuenta que la obra nueva tendrá que hacer su asiento. Si se ligan ambas obras mediante adarajas, se producirán grietas. Con objeto de evitarlas se hace un rebajo o ranura
vertical en el muro ya existente, de medio ladrillo de profundidad, y se engrana allí la obra nueva de manera que si se hace asiento pueda resbalar lo necesario.
Pavimentos de ladrillo los ladrillos macizos también pueden ser empleados para la pavimentación. En bodegas de economatos, donde para la con servación en buen estado de productos naturales es conveniente
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una humedad moderada en el suelo, basta enladrillar éste con una solera de ladrillo de plano sobre una capa de arena. En el caso de cargas más importantes, en naves de fábricas ,
almacenes, etc., se coloca una doble capa de ladrillo de plano. En patios tra nsitados por vehículos, pasajes, zaguanes o calles
se coloca el ladrillo a sardinel, es decir de canto, los ladrillos deben colocarse sobre un lecho de arena seca de 15 cm de espesor cuidadosamente preparado.
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cara opuesta, alcanzando la sección total de tales perforaciones más de un 15% de la superficie total en que desembocan . Estas perforaciones deben estar repartidas lo más uniformemente posible en la cara perforada ; la forma de su sección puede ser cualquiera. Por sus resistencias a la compresión, que van de 60 a 350 kg/cm', los ladrillos huecos tienen un campo de aplicación igual al de los ladrillos macizos. Se distinguen dos clases: Los de perforaciones verticales y los de perforaciones longitudinales.
Enladri llado sencillo
Las juntas pueden rellenarse o embeberse con un mortero muy fluido de cal pura o de cal y cemento. El terreno sobre el que hay Que enladrillar debe previamente apisonarse bien .
Ladrillos con perforaciones verticales Estos ladrillos, que son los llamados propiamente perforados, tienen los orificios o perforaciones perpendiculares a sus caras de asiento. Se clasifican, según las dimensiones de dichos orificios, en : Ladrillos con perforaciones verticales A, con muchos orificios pequeños y tabiques de escaso espesor (denominaciones antiguas: ladrillos de panal , ladrillos de orificios múltiples, ladrillos celulares).
Ventajas e inconvenientes de la obra de fábrica de ladrillo
macizo. Las paredes hechas con ladrillo macizo bien cocido son resistentes a la compresión y a la acción del fuego ; son aislantes del sonido y poseen una buena capacidad para la acumulación del calor. Los ladrillos macizos se contraen o dilatan en medida insignificante y son suficientemente porosos para permitir el paso del aire indispensable para el fraguado del mortero. Su coeficiente de aislamiento térmico difiere apenas del correspondiente al mortero, como consecuencia de lo cual la fábrica de ladrillo macizo se comporta como un sólido homogéneo ante las fluctuaciones térmicas del medio ambiente. Su masa y con ella su excelente acumulación térmica proporcionan una alta estabilidad de temperatura. Esto y su extraordinaria capacidad para equilibrar la humedad (después de evaporarse la humedad de la construcción) influyen sobre el clima interior de los locales de manera tan favorable como casi ningún otro material moderno de construcción. Además del despilfarro de horas de trabajo que origina , la obra de fábrica de ladrillo macizo adolece de otros inconvenientes para nuestros actuales puntos de vista y necesidades. Debido al gran número de juntas de mortero, los ladrillos macizos de pequeño tamaño aportan gran cantidad de humedad a la obra , lo cual agrega al ya largo periodo requerido por la lentitud de la construcción un prolongado plazo de desecación; en los climas nórdicos, ambos períodos pueden representar en conjunto dos años. Las viviendas de reciente construcción pecan siempre de húmedas y requieren para su completa desecación mucha calefacción y mucha ventilación . El ladrillo macizo ocasiona elevados gastos de transporte por su mucho peso. Además, es muy frecuente que la resistencia a la compresión de la fábrica de ladrillo macizo no se utilice totalmente, de manera Que en este aspecto hay un cierto despilfarro de material. . Asf por ejemplo, en la construcción de casas pequeñas la protección térmica exige espesores de paredes que representan un gran exceso sobre lo que sería necesario para la resistencia a la compresión, por lo cual ha de considerarse como un sistema antieconómico de construcción. Incluso en los edificios de varios pisos para viviendas, la resistencia del ladrillo a la compresión no es totalmente aprovechada en la mayoría de los casos. A pesar de sus indiscutibles ventajas constructivas, después de la segunda guerra mundial el ladrillo macizo fue sustituido casi del todo por motivos económ icos, por los ladrillos huecos y otros elementos de construcción ligeros.
Ladrillo perforado A : huecos verticales (Ejemplo) c xe ~2.Scm'
(por lo menos 36 huecos)
Suma de las secciones de asiento. Sección de un orificio: ~ Número de orificios: ~ i;;
los orificios ¡;;: 15% de la superficie de 2 ,5 cm 2 13 en 100 cm 2 , o bien 36 para una superficie de 24x 11 ,5 cm
Ladrillos con perforaciones verticales B, con un reducido número de orificios y con tabiques gruesos.
Ladrillo perforado B: huecos verticales (EjemplO' ci$1S mm c x ei$6cm 2
(por lo menos 12 huecos)
Suma de las secciones de los Sección de un orificio: Número de orificios:
5 2'::
orificios:~15%
de la superficie de asiento.
6 cm 2 5 en 100 cm 2 , o bien para una superficie de 24x 11 ,5 cm
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TAMAÑOS ESPECIALES
Ladrillo perforadO 2 1/4 FN 13FO) LhvAoLhvB 17' x 24 x 11 J cm
Ladrillo perforado Lhv A o Lhv B 2.3 FN 14' x 30 x 11' cm
Ladrillos huecos y perforados Para los ladrillos huecos y perforados rige la norma DIN 105. En la revisión de esta hoja de normas efectuada en 1952 están agrupados los ladrillos macizos y huecos, en contra de lo que antes se habia hecho. Se llaman ladrillos huecos o perforados aquellas piezas cerámicas que llevan perforaciones u oquedades practicadas en sentido perpendicular a una cara o superficie de las que delimitan la pieza y la atraviesan totalmente, hasta la
Ladrillo de grandes dimensiones Ladrillo perforado Lhv A o Lhu B 5.7 FN 24 x 30 x 17' cm
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Los ladrillos con perforaciones verticales se fabrican con los tamaños preferentes (DIN 105) Y para obra de fábrica de 24 cm de espesor se hacen también con las dimensiones de 24 x 24 x 11,3 cm , Para obra de 30 cm de espesor se emplea el ladrillo perforado de 17,5 cm de largo y de 11 ,5 de anchura [17 ,5 cm + 1,0 cm (junta) + 11 ,5 cm = 30 cm l·
LADRillOS DE HUECOS VERTICALES
Ladrillos huecos con perforaciones longitudinales Son ladrillos con orificios o perforaciones paralelas a las superiieies o caras de asiento.
En la parte de la superficie de testa que cubre el mortero, la anchura de las ranuras o perforaciones puede tener hasta 15 mm , y si son de sección circular, su diámetro no debe pasar de 20 mm. Estas zonas, cubiertas por el mortero en las juntas verticales, tienen por lo menos 6 cm de ancho. ladrillos d. 11.5 cm de anchura en aparejo a soga
ladrillo de 24 cm de anchura con gran agujero central para manejarlo con facilidad
En las paredes de 17,5 cm de espesor o más delgadas, hechas con ladrillo hueco, no son admisibles los rehundidos o nichos. En las paredes de mayor espesor son sólo admisibles rehundidos verticales hasta de 3 cm profundidad. I '
Obra de .fábrica de 30 cm de espesor
~ 11 15 hu~cos
longitud inales
(Ejemplo)
con dos series de huecos
con una serie de
hueco~
en los superficies cubiertClS por el mortero
NF 2 1/4 Y NF 1 1/2
Con grandes ladrillos 30/24/11 J
Ladri!l"" con huecos longitudinales qu e puede cubrirse con mortero en toda la superficie de lo junla Este lad rillo pued e también emplearse como
ladrillo hueco 8 de huecos verticales (en esquinas. jambas de ventanas. etc.'
Los ladrillos huecos con perforaciones longitudinales se fabrican , lo mismo que los ladrillos con perforaciones verticales, con los . tamaños preferentes (DIN 105) y, para las paredes de 24 cm de espesor se hacen con las dimensiones 24 x 24 x 11 ,3 cm. Como los ladrillos con huecos longitudinales sólo pueden emplearse en el aparejo a soga, y como debido a los huecos paralelos a las caras de apoyo ofrecen una estructura menos rígida y con ello una menor resistencia a la compresión, estos ladrillos no han podido ser preferidos con respecto a los ladrillos huecos con perforaciones verticales. Ejecución de la obra de fábrica de ladrillo huaco o perforado Los ladrillos de pequeño tamaño con orificios verticales (24 x x 11 ,5 x 7 ,1 cm) se colocan en obra de la misma manera y con iguales aparejos que los ladrillos macizos. Los ladrillos de anchuras 11 ,5 y 17,5 cm con orificios verticales se usan colocándolos unos junto a otros para levantar paredes de 30 cm de espesor. Los ladrillos se desplazan a cada hilada media longitud, con el fin de romper la continuidad de las líneas de juntas verticales. El aparejo transversal de la pared resulta deficiente de todos modos, porque los ladrillos, en sentido transversal , tienen escasa trabazón , Los grandes ladrillos con perforaciones verticales de 24 cm de anchura , destinados a paredes de asta y de asta y media, tienen un agujero en el centro para poderlos manejar mejor.
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1.
2.
Ventajas a inconvenientes de la obra ·de fábrica de ladrillo hueco Las imperfecciones técnicas y económicas de los ladrillos macizos indujeron a la producción y perfeccionamiento del ladrillo hueco. Sus ventajas respecto del ladrillo macizo son las siguientes: El aire confinado en las celdas huecas del ladrillo aumenta el poder aislante de la obra de fábrica , de manera que el espesor normal de las paredes exteriores de ladrillo de asta y media puede ser reducida a un asta . Los huecos disminuyen el peso del ladrillo, cosa que permite la fabricación de tamaños mayores. Los ladrillos de tamaño grande proporcionan una economia de tiempo, de mano de obra y de mortero, lo que en último término conduce a un abaratamiento del coste de producción, Además, se reduce el número de juntas, con lo cual disminuye la humedad de construcción y se abrevia el periodo de desecación. Al fabricar los ladrillos huecos se consigue. a causa de las celdas vadas, mejor aprovechamiento de la primera materia, la desecación se acelera y el pro-
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DIN 105
LADRILLOS MÁS USUALES
Ladrillo
LADRILLOS HUECOS
Ladrillo, hueco. con perforaciones vertical.,
51mbolo abrev iado
HLz A 1,2/100 Hlz B 1,2 /100
Morco d istintiv o
Ninguna
Oimensiona. u.uol_,
.!
ii
24
24
24
24
24
24
24
24
24
24
24
24
24
Anchura
cm
11,5
11 ,5
17,5
11 ,5
11 ,5
17,5
11 ,5
11 ,5
17,5
11 ,5
11 ,5
17,5
11 ,5
11 ,5
17,5
Altura
cm
7,1
11 ,3
11 ,3
7,1
11 ,3
11 ,3
7,1
11 ,3
11 ,3
7,1
11 ,3
11 ,3
7,1
11,3
4,1
6,2
2,6
4,1
6,2
2,9
4,7
7,1
2,9
4,7
R•• istencla
Q
6,2
2,6
11 ,5
11 ,3
7,1
11 ,3
11,3
7,1
11,3
7,1
2,9
4,7
7,1
:¡; 1,4
Volor med io
kg/cm'
100
150
250
100
150
250
350
Valor individual mlnimo
kg/cm'
II?
120
200
II?
120
200
300
1
kg/cm'
6
e
10
6
e
10
-
11
kg/cm'
9
12
16
9
12
16
22
111
kg/cm'
12
16
22
12
16
22
30
1
kg/cm'
4
6
7
4
6
7
-
Grupo, d. mortaro.
.."Ó"
DIN 10531 )
11
kg/cm'
6
e
11
6
111
kg/cm '
e
11
15
e
\
kcol/mh O kg/m'
no
PI,
Peso del ICldrillo .eco Volumen del ladrillo
l. 8xi".
,. axi"e
1300
1500
1700
-
Para 1 mi
d.termlnadcu por c6.lc.ulo. Al tratar de lo. ladrilla. no .. ha incluido en la.
48
32
· 21
15
24Z 17,S. 11 ,3
Número pinCl' Litro.
PClred de 17,5 cm de e.pesor
LCldrillo.
N ú mero
32
Mortero
Litro;
23
PClr,d de 2 ... cm de .. pesor
Ladrillos
N Ómero
96
64
44
Mortero
Litros
52
40
31
Pared de 30 cm de e.pe.or
LCldrillo.
Número
Mortero
Litro.
Pared d, 36,5 cm de .. pe.or
Llldrillo.
Número
preparQ ~
Para 1 m'
24.11 ,5 .11,3
Mortero
Ob.. ,..,aci6n : LCl, cClntidad •• de material .. mencionada. en lel tabla ..t6.n
cifra. colculada' el d .. perdicio inaprovechable gol' rotura. y en el mortero
2. . 11 ,5 .7,1
La.drillos
HU: 150; verde HLz 250 ; blClnca
P'rdida.: LCldrillo : 2 - 5% Mortero : 30 - 35 %
PClred de 11,5 cm de e.pe.or
como aplaco.do. de re.,..timiento (VHLz) y no requieren revoque en .u
no van incluida. laa p'rd idCl' que .. producen en la pu..ta en obra y
15 20
0,68
.) Si lo. HU: 100, HU: 150 Y 250 .on r,.i.tente. Cl h,lada . . . pueden utilizar cara exterior.
11 15
0,52
MATERIALES NECESARIOS
VI Peso esp. aparente
:¡; 1,6
0,45
PI,
VI
e 11
no la .xlg.
1) Grupo de mortero IIgún OIN 1053, v'o..e pago 12 4
c.i6n del ml.mo.
11 ,5
:¡; 1,4
-
"'"
17,5
:¡; 1,4
Pe.o de ICl unidad de obrCl para el clilculo
11 ,5
:¡; 1,2
I
. ) Oi,tln tivo con franla de color:
24
11 ,5
:¡; 1,2
Co.flciente de conductividad "rmica de la obrCl de flibrjca
YI
24
:¡; 1,2
lcu halado,
1) Peso esp. aparente YI
24
kg/dm'
é E
En parada. d. •• pator < 14 cm
4,1
N in guna
24
Volor medio
:gS ~
2,6
KHlz 350
Blanca")
V.rd")
24
]~
.~ 1
Ninguna
24
Grupo. d. mortero. legón OIN 1053')
En por.d •• d. •• pa.or ;;: 24 cm
Blanca.)
V.rd")
vitrificado parl. vert.
A o B')
HLz A 1,4/250 Hlz B 1,4/250
Hlz A 1,4/150 HLz B 1,4/150
Hlz A 1,4/100 Hlz B 1,4/100
24
IG compr ••i6n
Q
HLz A 1,2/250 H lz B 1,2/250
cm
kg
P..o •• p. aporantal)
lGdrlllo. huecoI con perforacion .....artical.,
Long itud
P.,O m4xim o
b,i,tancia
Hlz A 1,2 /150 H lz B 1,2/250
A o al)
ObrCl de flibrica
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32
+
32
60
144
96
Mortero
Litros
82
65
LCldrillo.
Nómero
384
256
172
Mortero
Litro.
248·
201
188
I
ceso de cocción se acorta (economla de carbón) y, finalmente, se disminuyen los pesos que hay que transportar. En los ladrillos grandes es UA inconveniente el peso, que alcanza
su limite al llegar a los 10 kg, pasado el cual ya no es posible colocar en obra los ladrillos con una sola mano. Además, trabajar todo el dia con esa clase de ladrillos llega a fatigar al operario. En paredes de poco espesor, que son las que perm iten desplegar mayor eficacia aislante a los ladrillos huecos, subsiste el peligro de paso de la humedad, sobre todo si abundan las juntas sin romper por las que puede penetrar por capilaridad, Los huecos no ofrecen apenas resistencia al paso del vapor de agua y en el
caso más frecuente de que el propio material del ladrillo no presenta tampoco una gran res istencia a la difusión de dicho vapor,
puede afirmarse que la pérdida de presión parcial del vapor de agua (la "caída de presión" ) en el interior de pared es muy escasa, La acumulación de vapor de agua puede ser, pues, notable y en los meses frias del año dar lugar a la formación de agua de condensación en el interior de las celdillas, para cuya absorción existe poco material de ladrillo a su alrededor, con lo cual la zona acuosa queda empapada y la pared pierde eficacia aislante. Por ello las paredes de ladrillo hueco necesitan un recubrimiento exterior que, junto a la protección contra la humedad de condensación atmosférica, ofrezca posibilidades de evaporación del agua eventualmente condensada en el interior. Esto puede conseguirse con un revoque adecuado. pero lo mejor es disponer de un tabique antepuesto "respirante " . Si la capa exterior es imper-
¡nferiores. Podrá tolerarse un solape menor cuando se trate de aparejos suficientemente conocidos" . Los aparejos "teóricos" que se señalan para finales de muro, tmgulos, entregas y cruces,
en los que se atiende cuidadosamente al problema de cubrir juntas, requieren tal cantidad y variedad de piezas fraccionarias que en muchos casos no pueden llevarse a cabo.
Desde el punto de vista estático hay pues que prestar atención a la posible pérdida de solidez del muro ocasionada por uha junta continua en toda la altura de un piso, por ejemplo, que obligaría a limitar los esfuerzos a que dicho muro puede someterse. puesto que : Los finales o testeros de los muros sobre los que descansa un dintel están muy sobrecargados. En ellos se requiere pues un aparejo impecable, en especial pilares que separan aberturas. Los ángulos y entregas requieren, por lo menos, un aparejo "teórico" o normativo para que puedan hacer frente , tanto a las cargas estáticas como a los asentamientos y a las distintas solicitaciones horizontales que arriostran el edificio.
Si se utiliza la fábrica de ladrillo en casas de muchos pisos trabajando al límite de su resistencia, deben evitarse los ladrillos fraccionados -como se ha indicado de los aparejos teóricos. Pero torres o edificios singulares para jos especiales meticulosamente
antes- y no puede prescindirse en los casos extremos, como viviendas, ni siquiera los apareconcebidos bastan, y no queda
meable hay que revocar apropiadamente la parte interior de la
más remedio que utilizar piezas prefabricadas. Cabe citar aqul los trabajos realizados por P. Haller sobre utilización del ladrillo en la construcción de ' bloques altos de vivienda (véase pág.
misma pard multiplicar su resistencia a la difusión del vapor con
386 ).
una barrera contra éste. De todo ello se desprende que no puede aprovecharse la mayor capacidad aislante de la fábrica de ladrillo hueco para construir muros más delgados a causa del gran peligro que existe de penetración y formación de humedades. Si no se dispone de un revoque exterior apropiado. la capacidad
aislante de la pared disminuye en seguida y aparecen en el enlucido interior las trazas reticulóres del sistema de juntas.
Observaciones sobre/a rentabilidad de /a obra de fábrica
Paredes prefabricadas de/adril/o Los muros de ladrillo, incluso aplicando las reglas de simplificación aducidas por Staufenbiel no presentan posibilidades de ser utilizados en el futuro (falta de aprendices) , Los fabricantes de ladrillos se preocupan pues, desde hace tiempo, de lograr elementos completos prefabricados a base de ladrillo,
A través de la adopción de los formatos según la norma DIN
Cabe esperar, a través de dichos esfuerzos, que este material de tan larga y probada eficacia siga estando presente en las técnicas constructivas de la Era Industrial. En la actualidad se fabrican elementos de pared juntando en la factoria , con mortero,
4172 -estandardización de la construcción- así como a través
bloques huecos de cerámica hasta formar paneles de 1,25 m de
del estudio de piezas de formato complementario, se ha tratado de perfeccionar y simplificar la utilización del ladrillo y de conse-
ancho por 2 ,50 o 3 m de alto y se recubren con un primer revoque, para su suministro a la obra . Los gruesos ordinarios sin con-
guir mayor economfa en la construcción de muros levantados con mortero aplicado a mano pieza por pieza . Este progreso que-
tar el revoque son: 11 ,5. 17,5, 24 y 30 cm. Entre otros elementos estándares hay que citar el medio panel de 62 ,5 cm de ancho. así como los tableros de enrase de 50, 75 y 100 cm y los
da limitado por la manufactura artesanal de las piezas.Y la productividad del albañil que no puede manejar más que ladrillos de formato 2 ' /.Veces el formato normal (2 ' /'FN = 24 x 17,5 x x 11 ,3 cm, 'con ún peso de ~ 7 kg), El estudio teórico de cómo aumentar la rentabilidad de la construcción de muros, no ha originado la revisión de las reglas del oficio tradicionalmente transmitido en el aprendizaje, que ya tiempo atrás fueron PLtestas en tela de juicio y señaladas como puntos a someter a revisión.
elemel'ltos de antepecho. El volumen estándar, que es el del
panel de 1,25 m de ancho por 30 cm de grueso, no sobrepasa el peso de 1,5 ton, de modo que permite un fácil transporte con remolque o volquete y una puesta en obra con una grúa normal. Los paneles se unen, como las paredes de tres capas, hormigonándolos por los bordes, para lo cual se pasan unos hierros a través de unas asas que sobresalen de la armadura horizontal. Se rellenan con hormigón las ranuras en forma de canal semicircu-
lar que discurren a través del panel. Otros dos redondos verticales que rodean el panel por los costados y por debajo y se anu-
/nfluencia sobre/as reglas de aparejo El Prof. Georg Staufenbiel dio algunas indicaciones básicas a tener en cuenta para que la ejecución del aparejo de ladrillo
dan formando un gancho por arriba, sirven para sujetarlo a la grúa al levantarlo para su colocación. Los huecos continuos verticales que ofrecen las piezas por su interior son una excelente ubicación para las tuberías y conductos de las instalaciones. Tan
resulte económica a saber:
sólo hay que practicar las 'aberturas de conexión, En combina-
1, El muro debe aparejarse de manera que en él se empleen un número mínimo de ladrillos.
2, El aparejo debe ser tal que en los finales de hilada se utilicen, si resulta inevitable, piezas de medio o cuarto de ladrillo, pero en un mínimo de casos se recurra a las de tres cuartos.
3. En lo posible, debe descargarse al albañil operario de la responsabilidad y vigilancia del proceso general del aparejo. 4 . Cuantos menos formatos se utilizan en un aparejo, más económica es su construcción.
Según la norma DIN 1053 : " Hay que aparejar la fábrica de ladrillo de modo que las hiladas superpuestas rompan juntas con sus
ción con los paneles de pared se suministran forjados de pisos cuyo peso es también inferior a 1,5 ton por elementos. Las ventajas de este procedimiento radican , aparte del material empleado, en la puesta en obra prácticamente en seco, en la
gran libertad que ofrece la gama de paneles para el diseño, asi como en la facilidad de montaje y acabado, Resulta apropiado tanto para obras de importancia como para proyectos menores -y por ello igual puede utilizarlos una empresa constructora mediana o pequeña-, ya sea para edificios de varias plantas o para edificios en planta baja , porque no se requieren grandes series como sucede en otros. sistemas de montaje con paredes y techos prefabricados.
150 http://candelapro.blogspot.com.ar/
CONSTRUCCIÓN POR MONTAJE DE PAREDES DE LAORILLOS SEGÚN EL SISTEMA Bon
A ------"""'71' // I
- -,/
I
~~Jli;~~~jl~*ft-----t---,B
: I
I I I
I
Croquis sistemático de un panel de pared incluida la armadura de transporte
PROCEDIMIENTO DE MONTAJE
-.-
I
:: I !
1
L
; - - - - 240 - - --}
1 - - - - 240 - - - - - - "
los ladrillos empleados cumplen por sus d imensiones con las disposiciones de DIN 105. En lugar de las ranuras para asirlos. están dispuestas unas entalladuras que forman después, a lo largo del panel de pared., unos canales continuos. En estos canales se coloca por ejemplo la armadura de suspensión
Reproducciones de Ziegel 1969/ 1970. Construcción por montaje de paredes de ladrillos según el sistema Bott
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151
1<0
'--- - - -- - HO -
000000000000 000000000000 000000000000 000000000000 -- 000 DDDr-- (
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O O O O - so OO O O 0000 0000 -0000 o 0000L-0000000000000 0000000000000
E SO
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000000000000 000000000000 000000000000 00000 0000000
Ladrillo de 240 x 240 x 113. sistema Bon
Ladrillo de 240 x 115 x 113. sistema Bott
~------~ .---------~r-------__, .--------~.--------~ r -- -
,,,
,,
___ ..J L -_
___
_ _---.l L _
_ _ _ ___
-----.J
Panel normal con juntas laterales sistema Bott
-,
I 152
Rigidización de una pared exterior continua (panel nervadoJ mediante una pared central. (la pared exterior está reforzada en el empalme mediante bloques de forjadOS con juntas completamente rellenables de mortero.)
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Rigidizaci6n de una pared exterior con refuerzos en
los bordes (panel nervado) mediante una pared central
U UD o o
o o
Detalle de la armadura situada como mlnimo en dos juntas horizontak!s de los dos paneles
de pared
RIGIOIZACIÓN DE UNA PARED EXTER IO R (PANEL DE LADRilLOS PERFORADOS) MEDIANTE UNA PARED CENTRAL SITUADA EN El EMPALME DE LAS DOS PAREDES
EJECUCION DE LA UNiÓN ANGULAR ENTRE DOS PAREDES EXTERIORES, QUE SE DAN RIGI DEZ MUTUAMENTE (PANelES NERVADOS)
= =
Cl
el
'c)
UNiÓN AESISTENTE AL DESliZAMIENTO ENTRE PANELES PARA PAREDES EXTERIORES CUYO ANCHO ES MENOR QUE EL DEL LOCAL, CON REFUERZOS (PANEL NERVADO)
~IGIOIZACION DE UNA PAREO EXTERIOR CONTINUA (PANEL DE LADRILLOS PERFORADOS¡-
MEDIANTE UNA PAREO CENTRAL
Barra vertical 6 mm de diém.
EJECUCiÓN DE DOS PAREDES EXTERIORES, CON RIGIDIZACIÓN MUTUA (PANEL DE LADRILLOS PERFORADOS)
30 mm al no tener ranuras longitudinales fresadas
En las uniones angulares y en las juntas con paredes intermedias se d isponen estri· bos adecuados V ladrillos especiales. igual que en las uniones rectas de elementos de pared
UNIONES ENTRE PAREDES DE LADRilLOS EN ESQUINAS Y PUNTOS DE ENLACE CON PAREDES INTERMEDIAS
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153
RIGIDIZACIÓN DE UNA PARED EXTERIOR (PANEL NERVADDI MEDIANTE UNA PAREO CENTRAL
JUNTAS HORIZONTALES CON ARMADURA. DE DOS PANELES DE PAREO EXTERIOR Y UNA LOSA DE TECHO . IN CLUIDO EL GAN -
DETALLE DE LA ARMADURA FORMANDO UN GANCHO. EN UN MINIMO DE 2 JUNTAS HORIZONTALES DE LA PAREO EXTERIOR
CHO PARA METAL
Sección útil a compresión. para paredes de ladrillo perforado. con juntas completamente llenas de mortero (paredes de ladrillos perforados)
-lo
20
¡
1 Sección util de compresión, para paredes de ladrillo con juntas parcialmente llenas de mortero (losa nervadal
I
1 UNiÓN ARMADA Y RESISTENTE AL DESLIZAMIENTO DE PANELES DE PARED EXTERIOR CON UN ANCHO MENOR OUE EL DE UN LOCAL (LOSA NERVADAI
o DETAllE DE LA ARMADURA FORMANDO UN GANCHO y DISPUESTO EN UN MINIMO DE 2 JUNTAS HORIZONTALES DE LOS DOS PANELES DE PARED
154
UNiÓN ARMADA Y RESISTENTE AL DESLIZAMIENTO DE PANELES DE PAREO EXTERIOR OUE TIENEN UN ANCHO MENOR OUE EL DEL LOCAL (PANEL DE LADRILLOS PERFORADOS)
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Elementos de pared exterior PORENTON para obra de fAbrica con carga según OIN 105
Espeso< de pared
L
B
H
ladrillos Mortero Horas ntdades l del trabajo
Carga de cálculo incluido el revoqueIkg/m'l según OIN 1055
24 24 30 30
30 30 24 24
23.8 11 .3 23.8 11 .3
13 33 16 27
367 367 307 307
Oimenstones de los ladrillos cm
M aterial necesario
"",m'
cm
30 30 24 24
19 50 26 35
0.90 1.0 0.7 0.8
Material necesario ladrillos Mortero un idades L
53 107 54 11 3
Coeficiente de conductibilidad ca~rff ic a A según DIN 52612 = 0.25 kcal/m hO Pesos especificos aparentes = 0 .8 kg/dm l = peso de carga
Planchas para paredes divisorias y tabiques PORENTON no sustentantes según Dimensiones de los ladrillos
8
lO 12
L
B
32 32 32
lO
8 12
Ladrillos unidades
H
24 24 24
12 12 12
0.70 0.70 0.84 0.84
Mortero L
Hora s de trabajo··
6 8 9
0.6 0.6 0.65
116 136 156
Ladrillos ligeros El material llamado " porenton" es un perfeccionamiento del ladrillo cocido. Se mezcla la materia prima con elementos combustibles para conseguir cierta porosidad. con lo que el ladrillo cocido tiene menor peso y mejores propiedades de elaboración y aislamiento térmico. los ladrillos con densidades aparentes comprendidas entre 0,4 V 0.8 kg/dm' se definen según DIN 305 como ladrillos ligeros. Se llaman también ladrillos porosos; pueden fabricarse en forma de ladrillos macizos o de ladrillos huecos V emplearse tanto en obras de fábrica con carga como en obras sin carga. Su resistencia a la compresión varía desde 25 kg/cm' hasta 350 kg/cm'. Su menor peso en comparación con los ladrillos normales permite fabricar piezas de mayor tamaño que pueden colocarse con una o dos manos, con lo que se aumenta el rendimiento del trabajo. Aparte de estos bloques grandes se fabrican piezas complementarias para esquinas y extremos de paredes, que posibilitan un aparejo según la ordenación de medidas, sin ninguna necesidad de partir las piezas normales. Este material poroso es fácil de aserrar, clavar y fresar. No experimenta contracción posterior y ofrece, por su superficie también porosa, buena adherencia con el revoque .
Obra de fábrica hecha con ladrillos aglomerados está~
1000 1000 1000 1000
Carga de cálcu- Material necesario por lo incluido el revoqueMortero ladrillos (kg/ml ) según unidades L OIN 1055
Resistencia a la compresión según DIN 18505 = 25 kg/cm l Coeficiente de conductibilidad ca~rlf"lC8 A. según DIN· 52612 = 0 .35 kcaVm l hO Peso especifico aparente = 0 .8 kmldm' = peso carga
los ladrillos aglomerados aglomerantes V áridos.
2.9 3.0 2.9 3.3
fabricados
1.25 1.25 0.96 0.96
DI N 18505
"",m'
m
87 149 79 146
•• Valores emplricos
M aterial necesario
cm
Coeficiente de Iransmisión calorffica A = kcal/m1ho
Horas de
·Incluido el enlucido exterior 2 cm interior 1.5 cm
Resistencia a la comprensión según OIN 105 = lOQ kg/cm'
Espesor ~e pared
trabajo·~
Carga de cálcu- Resistencia lo sin revoque térmica (kg/m') según 1/ 1 = OIN 1055 m 2 hOj k.cal.
"",m'
a
base
de
150 120
78 78 79
lOO
mI Horas de trabajo"
7.5 6.0 5.1
m 2 hOj kcat
Coeficiente de Iransmisi6n calorifica R = kcal/mtho
0.35 0.43 0.51
1.60 1.4 1 1.2
Resistencia térmica
1/ 1. =
·Incluidos enlucidos en las dos caras. de 1 cm cada uno •• Valores empfricos
cal V arena se emplean también cada vez más para el relleno de los vanos de las estructuras con entramado de acero o de hormigón armado, formando paredes interiores o exteriores no sustentantes, en escuelas, hospitales, edificios administrativos y construcciones análogas.
Ladrillo de cal y arena (KS) según OIN 106 Sobre las calidades V formatos de los ladrillos de cal V arena . que pueden suministrarse en cada localidad con sus diferentes propiedades. darán información las fábricas de ladrillo de cal V arena , las oficinas consultivas y los distribuidores y vendedores de tal clase de ladrillos. 1.1. los ladrillos de cal V arena macizos (KSV) con ladrillos cuya sección transversal puede ser reducida hasta en un 25% de la superfic;:ie de asiento mediante perforaciones u orificios verticales (perpendiculares a aquella superficie). 1.2. los ladrillos de cal V arena perforados (KSl) son ladrillos cerrados por cinco de sus caras (prescindiendo de los hue---CC;S continuos que facilitan el agarrarlos). con perforaciones perpendiculares a su superficie de ·asiento. 1.3. los bloques huecos de cal V arena (KSHBl) son piezas de gran formato, cerradas por cinco de sus caras, con huecos perpendiculares a su cara de asiento. 1.4. los ladrillos de cal V arena para revestimientos (VKSVNKSl) son ladrillos resistentes a las heladas que se emplean en la fábrica de ladrillo visto V en revestimientos. LADRILLOS HUECOS KS
Ladrillos de cal y arena El material Los ladrillos de cal V arena según DIN 106. llamados también "silícocalcáreos", son ladrillos para albañilerla que se moldean a base de cal V áridos. predominantemente cuarzosos. mezclados Intima mente V endurecidos por la acción del vapor a presión. Es admisible la adición de activado res (aditivos). los ladrillos de cal V arena se distinguen por la posibilidad de fabricarlos de forma y medidas especialmente exactas. Por esto se emplean cada vez más para paredes de ladrillo visto, tanto interiores como exteriores. Por su gran resistencia a la compresión, en la actualidad hasta de 350 kg/cm'. en preparación hasta de 750 kg/cm'. son muy apropiados para elementos de carga en la construcción de edificios elevados. Pero a causa de S!JS buenas cualidades fis icas -gran aislamiento acústico, almacenamiento de calor, respiración- los !Rdrillos de
ID $1111 Sección A-B
Sección C-O
Sección C-O
Sección A-B
.r.
BLOQUE HUECO KS
http://candelapro.blogspot.com.ar/
.-
O
N
Parle superior
,, ,, ,, , Sección e-o
III
..
, ~~ .oH,
"
,, ,
Secclon A-B
155
Forma y disposición de las perforaciones Las perforaciones deben estar repartidas uniformemente por lo menos en tres filas. el tres bolillo. La sección transversal de cada una de las perforaciones cerradas por arriba puede ser de hasta 10 cm 2 • Los ladrillos de cal y arena perforados de un grueso mayor que los del tipo 2 DF deben tener huecos que faciliten el agarrarlos; los bloques de cal y arena pueden tener en sus testas rebajos para facilitar el agarre y para el amorteramiento de las juntas verticales.
Ejecuci6n de las obras de fábrica de ladrillo con ladrillos de cal y arena En la ejecución de estas obras se aplica la norma DIN 1053: obras de fábrica . cálculo y ejecución.
Morteros para una fábrica de ladrillos de cal y arena resistente a las lluvias que inciden sobre ella Para las paredes de fábrica de ladrillo con ladrillos de cal y arena e.xpuestas a la acción de las lluvias se proponen las siguientes dosificaciones del mortero.
1
2
3
4
Cal aérea y ca l
hidráulica
Grupo de morteros
Pasta de cal
Cal hidráulica
Cal en polvo
5
hidráulica. Aglomerantes Cement para re voques V paredes
1,5 2
11
1 1
lIa
6
Cal eminenlemente
2
7 Arena
destacadas cualidades. Con la adopción de las paredes de dos hojas, una de ellas para soportar la carga y la otra para protección, se han destacado las ventajosas cualidades de los ladrillos de cal y arena: la exactitud de sus dimensiones, las elevadas resistencias a la compresión Ivariables según los tipos) y la gran capacidad para almacenar calor. Tanto para paredes revocadas y revestidas como para el relleno de los vanos de los entramados, en todas las partes de los edificios elevados, por ';'otivos de racionalización, se emplean ladrillos de cal y arena de gran formato -bloques huecos y elementos prefabricados de cal y arena. Como cada vez vuelven a contemplarse con más satisfacción las paredes de ladrillo visto, se emplean cada vez más los ladrillos de cal y arena , tanto para las paredes de revestimiento exterior como para paredes interiores y paredes aisladas. Para las paredes con superficies de ladrillo visto son posibles dos sistemas de rejuntado: 1 Juntas alisadas en que el mortero que rebosa de las juntas se plancha con un pedazo de manguera o algo similar después de colocado. 2 Rejuntado posterior en el que las juntas, verticales y horizontales, se rascan hasta 2-3 cm de profundidad y se rellenan luego con mortero esp~cial para rejuntado. Las paredes interiores y exteriores de ladrillos visto hechas en ladrillos de cal y arena, con juntas llenas y alisadas no requieren ningún tratamiento superficial posterior. Si por motivos formales o como protección contra el ensuciamiento se desea aplicar una capa de pintura , es posible por diferentes procedimientos hacerlo en forma de impregnación incolora o de pintura de cubrición.
(arena natural)
1 1
8 8 3
1 1
6 8
Ladrillos ligeros de cal y arena Los ladrillos ligeros de cal y arena, especialmente aislantes de calor, con densidades aparentes < 1,00 kg/dm' y resistencia a la compresión de 25 o 50 kg/cm 2 , son análogos en su composición y fabricación al material llamado hormigón ligero de cal Ivéase página 168).
Juntas de dilataci6n En las paredes de una hoja, interiores y exteriores, deben disponerse juntas de dilatación a distancias convenientes. En las paredes aisladas se dispone una junta de dilatación cada 6- 8 m ; en la zona de los desvanes, cada 4- 6 m . En las paredes de fábrica de ladrillos hechas con ladrillos de cal y arena , de dos hojas, según el tipo de pared son necesarias juntas de dilatación en la hoja de revestimiento a las distancias siguientes. JUNTAS DE DILATACiÓN ~N LAS PAREDES DE LADRilLOS DE CAL Y ARENA Clase de paredes
Distancia entre las juntas de dilatación
De dos hojas sin cámara de aire
aprox. 6- 12 m
De dos hojas con cámara de aire
aprox. 6-8 m
Con aislante granular
aprox. 5-6 m
Las distancias entre juntas aqul consignadas se han establecido supon iendo que se emplea un mortero del grupo 111 ; si se emplea un mortero del grupo 11 estas distan· cias deben reducirse convenientemente
En las esquinas hay que disponer unas juntas de dilatación adicionales. Las juntas de dilatación deben hacerse estancas con un relleno de material alastoplástico efectuado de acuerdo con la naturaleza del material empleado.
Aglomerados de hormig6n ligero Están hechos con unos tipos de hormigón que, por adición de áridos ligeros o por agregación de materias expansivas o de substancias generadoras de espuma tienen un peso específico muy ligero Ipor debajo de 1,9 kg/dm'). Se encuentran en el mercadc en forma de ladrillos macizos o de bloques huecos. Ladrillos macizos de hormigón ligero Los ladrillos macizos de hormigón ligero según DIN 18152 son ladrillos de albañilería preparados con áridos minerales porosos y aglomerantes hidráulicos. Como áridos se emplean: pómez natural, pómez siderúrgica (escorias espumosas de altos hornos). escorias de hulla lescoria de ca lderas). desecho de ladrillo triturado, pómez clinkerizada, toba, fragmentos de lava porosa y cerámica esponjosa. El empleo de otros áridos porosos requ iere una autorización especial Ide la Polida de obras). Según los áridos que en cada caso se empleen, variará la denominación de los ladrillos. Bloques huecos de hormigón ligero Normalizados con la DIN i 815 1 Iseptiembre 1952). Se fabrican con los mismos materiales que los ladrillos macizos de hormigón ligero. Gracias a la existencia de los huecos se logra un peso moderado de los aglomerados, se economizan primeras materias y se impide o dificulta el paso de la humedad en los aglomerados. Los poros reducen en escasa medida el aislamiento térmico.
Aplicaciones La industria de los ladrillos de cal y arena es actualmente la mayor de las productoras de ladrillos de Alemania. Desde hace varias décadas, los ladrillos de cal y arena ocupaban una posición importante en la construcción de edificios, a causa de sus
156
Piezas complementarias Como el corte y adaptación de los grandes bloques huecos resulta dificil y laborioso y produce mucho desperdicio de material, en la construcción de obras con dichos bloques se emplean " piezas complementarias". Están normalizadas en DIN 18151 .
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Las dimensiones de las piezas complementarias correspónaen a
En las figuras siguientes se indican las piezas complem entarias que se encuentran en el mercado. La s piezas dibujadas con líneas de trazos deben evitarse para disminuir el número de las piezas complem entarias a emplear y conseguir una constru cción racional.
las de los bloques huecos enteros, a excepción de los espesores de la cubierta exterior y de los tabiques interiores que en las piezas complementarias subdivisibles pueden ser de 30 mm.
:t±
Piezcu de
t,.,fo l .
Y ' l.
"
FIG 670
-~, _ r l UCU de moc eto
818
ff. rl _
4/8 218, -818
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4/8 1-1418 1+818
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~ 8/8':¡: 8/8
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6/6
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J
1
t.t~
<416
4/6
4/6
_l
rr
de esquina '
)19 ~,
Piezas complementarias de los bloques huecos de 49 cm de longitud para paredes de 17,5, 24 Y 30 cm de espesor,
Piezas complementarias de los bloques huecos de 36,5 cm de longitud para paredes de 24 y 30 cm de espesor.
LADRILLOS MACIZOS DE HORMIGÓN LIGERO
Dimension..
Peso m4ximo det ladrillo
.
Resistencia o. la compr.. ión 1i
~~ S.
]-;
En paredes de un espesor ~ 24 cm En paredes de un espesor < 24 cm
. ~
V 150
2 ranuras
3 ro.nuro.s
H
2.
36,S
.,
Anchura
cm
11,S
11 ,S
H
2.
lO
Altura.
cm
11,S
17,S
11,S
11 ,S
11.S
.,
kg /dm 3
0,8
1,0
1,2
1,'
1,0
1.2
1.'
1,6
1,'
1,6
24 x 11 .5 x 11.5
k.
2.S
3,2
3,8
3,8
S,l
3,9
',8
S,8
' ,8
S.8
7,7
',' 6,8
S.l
k.
'.' 6,8
S,l
24 x 11.5 x 17.5
',' 6.8
3,2
7.7
7,7
36,5 x 24 x 11 ,5
k.
8.1
10,1
12,1
14,1
10,1
12.1
14,1
16.1
14,1
16.1
16.1
49 x 24 x 11 ,5
k.
10,8
13,S
16,2
18,9
13.S
16,2
18.9
21.6
18,9
21 ,6
21,6
49 x lO )(11.5
k.
13,S
16,9
20,3
23,7
16,9
20,3
23,7
27,0
23,7
27,0
27,0
1.6
Promedio
kg/cm!
25
50
7S
150
Valor individual mlnimo
kg/cm'
20
40
60
120
1
kg /cm'
3
11
kg/cm t
S
111
kg/cm'
6
1
kg/cm'
11
kg /cm'
111
kg l cm!
Grupos de morteros según OIN 1053 Grupos de morteros según DIN 1053
No se exige
Resistencia a las heladas
"col mh·
Peso de la unidad de obra poro el cólculo
kg / m'
J) Véase nota al pie de la página 137 2) Ad iciones para compensar pé rdioas : Lo.drillos _
2~5 %;
0,3S
Pared de 11,5 cm de espesor Pared de 17,5 cm de espesor
0,40
•
----
6
8
7
9
12
10
12
16
3
S
•
7
O,'S
O,SS
0,40
O,'S
• O,SS
0,68
8
8
11
O,SS
0,68
0.68
mortero - 30-35% .
24 x 11,5 x 11 ,5
24 x 11 ,5 x 17,5
36,5 x 24 x 11 ,5
49 x 24 x 11.5
ladrillos
Pincu
n
22
11
8
6,S
Mortero
l ilros
lS
12
8
8
7
Ladrillos
Pinas
32
Mortero
litros
23
Pared d. 24 cm de espesor
ladrillos
Piezas
64
22
16
Mortero
litros
40
19
2.
Pared de 30 cm d. espesor
ladrillos
Piezas
Mortero
l itros
Pared de 36,5 cm de espesor
Ladrillos
Piezas
Obra de fóbr ica
6
6
1400 para ladrillos macizos de horm igón de escoricu o de ladrillo triturado 1100 para ladrillos de hormigó n d. pómez no.tural o de pómez siderúrgica
. Ma teriales necesarios ')
Para 1 m'
V 7S
cm
Coeficient e de conducl i... idad t'rmica de la obro
Para 1 mI
1Cfi:J
1 rlllnura en uno de los cantos long i t u d i~ no.les
Longitud
Peso esp. aparente 1)
....
V50
N inguna
MareGI d istintivas
:~~ .:;
DIN 18152 V25
Calidad
49 x 30 x 11 ,5
16 29 96
Mortero
Litros
6S
ladrillos
Piezcu
256
In
88
64
S2
Mortero
l itros
201
164
117
13.
133
O!nervación : Las cantidades de materiales que da la tabla atón determinadas par cólculo. No est6n incluidos en ellos ni el inevitable desperdicio de ladrillos ocasionado por roturcu, ni las p4,rdidas de moriero debidos al transporte yola preparación del mismo. http://candelapro.blogspot.com.ar/
157
DIN 18151
BLOQUES HUECOS DE HORMIGÓN LIGERO
lSID ~
U1 IX)
Morcal distintivas
Forma
Bloques de dos celdaS:
Dimensiones
cm
49
49
49
49
36,5
36,5
49
49
36,5
36,5
24
24
49
49
Anchura
cm
24
~
24
~
24
~
24
~
24
~
36,5
36,5
17,5
17,5
Altura
cm
23,8
23,8
17,5
17,5
23,8
23,8
17,5
17,5
23,8
23,8
23,8
17,5
23,8
kg/dm'
kg
Peso mó )(i mo de una piuo
Promedio
.
:¡¡
1
.
En paredes d e un espesor iiI¡¡¡ 24 cm
Grupos de mortero. según DIN 1053 ')
o :;.
< E o ·0 v )! o
'0
~~ o
Grupos d. morteros según DIN 1053 al
En paredes d. un espesor < 2. cm
~
~1,2
1,0
22
26
.:í 1,4
.:í 1.0 .:í 1,2 29
24
23
26
29
~
26
19
25
19
25
20 40 20 40 20 40 20 40 20 40 20 40 20 40 20 40 20 40 20 40 20 40 20 40 20 40 20 40 20 40 20 40
kg/cm'
3
4 7
11
kg/cm'
5
111
ka/cm'
6 10
3
4
3 .4
5
7
7
6 10
5
3
4
5
7
6 10
6 10
- - - - - - -
-
3
4
5
7
6 10
-
3
4
5
7
6 10
3
4
5
7
6 10
3
4
3
4
3
4
3
4
3
4
5
7
5
7
5
7
5
7
5
7
6 10
- - - - - - -
6 10
6 10
- - -
-
6 10
-
6 10
3
4
5
7
6 10
3 5
4 7
6 10
- - - - - -
3
4
5
7
6 10
3
4
5
7
6 10
- - - - -
1
kg/cm'
11
kg/cm'
3
5
3
5
3
5
3
5
3
5
3
5
3
5
a
5
3
5
3
5
3
5
3
5
3
5
3
5
3
5
3
5
111
kg/cm '
4
7
4
7
4
7
4
7
4
7
4
7
4
7
4
7
4
7
4
7
4
7
4
7
4
7
4
7
4
7
4
7
No .e 8xige
, ~
Peso de la unidad d . obro. para e l cálculo
\ kQtcml
kcal
0,38
0,42
0,42
0,38
0,48
1400
Pared de 24 cm de es pesor
0,48 Paro bloques de hormigón d. escorias o d. ladr illo tri.urado Para bloques d. pómez natural o siderúrgico
Observación : las cant idades de materiales que da la 'abla están determinadas por eólculo. No e.tán incluida. en el las ni el inevitable desperdicio de bloque. ocasionado por rofura, ni las pérdidas d . mortero debido. 01 transporte y Q la preparación del mis mo.
t1ATERIAlE S NECESARIOS Adiciones para compensar pérdidas : Bloquel - 2 - 5 % Mort.ro - 30 - 35 % Pared de 17,5 cm de espelor
,
110b
VéclIe nota al pie d. la pagina 137 Grupo, d. mortero según DIN 1053,
.9 x 24 x 23,8 De dOI celdal
49 x 30 X 23,8 .. 9 x 24 X 17,5 ' ''9 X 30 x 17,5 36 ,5 X 2 .. X 23,S 6.5 X 30 X 23,8 2 .. x 36,S 'lo:: 23, 8 H x 36,S x 17,5 4' X 17,5 X 23 ,8 49 x 17,5 x 17,5 De dOI De dOI y trel De dos y tres De dos y tres De dOI y tr.s De t res De tres De dos De dos celdal celdas celdal celdal celdas celdas celdal celdal celdas
Bloques
Piems
8
11
Mor tero
litrol
12
15
Bloquel
Piezos
8
11
11
Mortero
litros
16
20
18
Para 1 m2:
---
25
23
1,6
kg/cm'
Coeficiente de conductividad térmica d. la obra
Poro 1 m3
21
17,5
,=o
.:í 1,6
25 50 25 50 25 50 25 50 25 50 25 50 25 50 25 50 25 50 25 50 25 50 25 50 25 50 25 50 25 50 25 50
Resistencia a la. hel adas
1) 1)
~
. kg/cm'
la compr esión Valor individual mlnimo
::!E ·8 '.. ~
Q
B. d. 2 celda.
Bl oque. d. tres celdas
long itud
Peso esp . aparente 1)
Resistencia
Todos 101 bloque. con unta r.sistencia o la compr •• ión d. SO kg / cm', incluida' 101 piezas complementarial, debe" ir marcados en amba. caro. longitudinal •• con una ranura ... ertical d. 10 mm d. anchura y S mm d. profundidad, que vaya d. un extremo Q otro o tenga por lo menol 40 mm d. longitud.
Pared de 30 cm de espelor
Bloquel
Piezas
8
11
11
Mortero
litros
20
25
23
Pared de 36,5 cm de espelbr
Bl oqu es
Piezal
16
22
Mortero
LitrOI
32
37
Bloques
Piezol
32
26
43
35
43
35
43
58
44
58
Mortero
Litros
104
97
120
113
110
104
111
126
118
133
Obra de fab rica --
http://candelapro.blogspot.com.ar/
2/,(
necesitan, además de las piezas enteras, medias piezas y cuartos de pieza, aparte de dos piezas especiales de esquina (de 'lo). si bien sólo para el caso de hormigones de pómez; o también piezas de ' / • . Estas últimas pueden prepararse recortando la parte de la ceja en las piezas de jamba o batiente de 'lo provistas de entalladura. La renuncia al empleo de las piezas de tres cuartos ('!al. tanto si son de tipo normal como si son especiales para jambas o batientes, obliga a ~mplear en los pilares o machones y paredes que con ellos se unen o encuentran piezas de 2/. y de "/. unas aliado de otras.
Y4I" ~~ ~-r- 41"} ,
I
Piezas complementarias de los bloques huecos de 24 cm de
longitud para paredes de 30 y 36,5 cm de espesor.
Ejecución de la obra de fábrica con aglomerados de hormigón ligero Las paredes de aglomerados macizos de hormigón ligero se aparejan a soga. La anchura de las piezas tiene que corresponder en tal caso al espesor de la pared. Las paredes de bloques huecos de esa clase de hormigones se llegan a hacer hasta de 30 cm de espesor si están aparejadas a soga, pues corresponden , en tal caso. a la máxima anchura de los bloques. y hasta de 36 ,5 cm (por ejemplo, en paredes de sótanos) cuando se aparejan a t izón. Los bloques huecos se colocan en obra poniendo hacia abajo las bocas abiertas de las celdas, con lo cual se asegura la eficacia térmica de los huecos: si éstos tuviesen su boca hacia arriba , aunque seria más fácil su puesta en obra, en cambio serra inevitable que parte del mortero cayera dentro de los huecos y se perdiese. Podrfa aumentarse el aislamiento térmico de los bloques llenando sus celdas con materiales porosos. En los apoyos de piezas como los dinteles puede aumentarse la resistencia de los bloques a la compresión rellenando sus huecos con hormigón pesado (hormigón ordinario). Resulta dificil en los bloques macizos lograr llenar bien con mortero las altas juntas verticales. Para facilitar esta operación , los bloques llevan en sus cabezas unos rebajos, con el fin de que por esa parte más ancha de la junta se pueda hacer mejor el relleno con el mortero. Todas las paredes exteriores de aglomerados de hormigón ligero tienen que revocarse, según prescribe la norma DIN 1053, con una capa de material hidrófugo. Los aglomerados de hormigón ligero de tamaño grande son difíciles de partir. Un aparejo perfecto requiere el empleo en el mayor grado posible de piezas enteras o de piezas parciales confeccionadas a propósito. La construcción sólo resulta económica cuando en el proyecto de la planta y en el alzado de las paredes se parte de un módulo de 12,5 cm (medida patrón según la DIN 4172). Todas las juntas verticales tienen que coincidir con una línea de la cuadricula formada con tal módulo. Sólo son admisibles tolerancias en las esquinas y en los encuentros de paredes de 17,5 Y de 30 cm. porque estos espesores no se acomodan a la cuadricula del módulo de 12,5 cm. Manteniéndose en las lineas de la cuadricula se evita el difícil corte de las piezas de grandes dimensiones. Si las piezas casan bien en cada hilada, el albañil no tiene necesidad de remendar o completar la obra con ladrillos macizos. los remiendos de esta clase siempre dan mal resultado. El exceso de juntas siempre representa una debilitación , tanto de la resistencia a la compresión como del aislamiento térmico. Aparte de que los diferentes materiales de construcción crean diferencias en el soporte del revoque . Con los aglomerados de 49 cm de longitud (módulo: 50 cm) para paredes de 17 ,5, 24 Y 30 cm de espesor se emplea el aparejo centrado de modo que cada junta vertical caiga en el centro de la pieza inferior. El recubrimiento es asi, en hiladas sucesivas, de 25 cm, cosa muy favorable para la aptitud portante de la obra, para la claridad del aparejo y también para el rendimiento del trabajo del albañil. Manteniéndose dentro de la gula de la cuadricula, en las paredes de 24 y de 30 cm de espesor se necesita emplear piezas enteras ('/,1. medias piezas « /,) y cuartos . de pieza (2 / , ), En jambas de ventanas, esquinas, encuentros de paredes, etc., es admisible un recubrimiento 'que no exceda de 12,5 cm. Con paredes de 30 cm, en las esquinas y encuentros de paredes se
Los cuartos (2/,) de pieza, en los aglomerados huecos de hormigón de escorias, pueden obtenerse de los 'lo de pieza, divisibles. La industria de los aglomerados de póme~ no frabrica medias piezas. En lugar de piezas de 2/. se usan, en tal caso, piezas macizas de hormigón ligero. Las piezas de 36,5 cm de longitud (módulo 37 ,5 cm) se emplean para espesores de pared de 24 y de 30 cm aparejadas de manera que las juntas de las piezas de hiladas superpuestas correspondan, no con el punto medio de la pieza inferior, sino con el tercio de la misma : esto significa un recubrimiento de 12,5 cm o de 25 cm (según el lado). En jambas de ventanas, esquinas y encuentros de paredes, etc., no debe bajarse de un recubrimiento de 12,5 cm. Este aparejo al tercio es claro, de fácil comprensión y reduce a un minimo los modelos especiales de piezas. Una pieza divisible de "/. que en sus dimensiones corresponde a la pieza de 4/. es suficiente como pieza especial. Las piezas de aglomerado de 24 cm de longitud (módulo de 25 cm) en paredes de 30 y de 36,5 cm , se disponen según aparejo centrado. Las piezas de las sucesivas hiladas superpuestas se recubren en 12,5 cm. En las esquinas de paredes de 30 cm y en los encuentros de paredes de 17,5 cm con paredes de 30 cm de espesor, ese recubrimiento puede reducirse a 6 ,25 cm, excepcionalmente , caso de que no se disponga de piezas de esquina. Ventajas e inconvenientes de la obra de albañilerla con aglomerados de hormigón ligero Los aglomerados de hormigón ligero son el material más barato para la construcción de paredes. Poseen una excelente capacidad de aislamiento térmico: los coeficientes de conductividad térmica están comprendidos entre 0 ,35 y 0 ,68 kcaVmh o dando incluso valores inferiores a los que da la obra de fábrica de ladrillo hueco, que son de - 0,45 kcaVmh o. Su gran capacidad de aislamiento térmico se debe a las burbujas de aire finamente divididas, encerradas en los poros de los granos! de piedra pómez o de escorias, o en los intersticios entre talJs granos. El aire refinado e inmóvil proporciona una protección térmica mucho más eficaz que las masas de aire encerradas en la obra de fábrica de ladrillo hueco, pero tiene una capacidad de almacenamiento de calor más pequeña. Las piezas macizas de gran tamaño y los bloques huecos reducen el número de juntas en la obra. Rebasan el peso de 10 kg por pieza y, por consiguiente, deben ser clasificados como piezas de dos manos. Para estas piezas, la altura de trabajo alcanza su límite superior hacia 1,00 m (altura de los codos). Con el fin de evitar una reconstrucción demasiado frecuente de los andamios resulta conveniente el empleo de andamios movibles. A pesar de todas estas medidas, resulta mucho más fatigoso para los albañiles que el construir con ladrillos ligeros de una mano. Los aglomerados de hormigón ligero son buenos soportes para el revoque, admiten la clavazón y son resistentes al fuego. Estas ventajas tienen como contrapartida ciertos inconvenientes, como su escasa resistencia a la compresión, su menor capacidad de aislamiento acústico, su defectuosa resistencia a los agentes atmosféricos y la facilidad con que se rompen las piezas. En cuanto al comportamiento frente a la humedad, el hormigón ligero, de poros gruesos, se distingue considerablemente del ladrillo de poros finos. Absorbe la humedad con menos rapidez, pero en cambio devuelve la humedad penetrada con mucha lentitud. Para no reducir de forma importante el aislamiento térmico en el interior, a causa de la gran cantidad de humedad que absorben, las paredes exteriores hechas con materiales a base de hormigón ligero deben tener una correcta composición constructiva y una protección eficaz contra la humedad.
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159
PIEZAS DE 49 CH DE LONGITUD
PIEZAS DE 36. S CH DE LONGITUD
CON A PAREJO CENTRADO
CON APAREJO AL TERCIO
PClred .. d. 24 cm
Paredes de 2-4 cm
Esquino y jClmba
Esquina y jamba
Encuentro de paredes
. /.
l/o >lo
. /.
6/6
6/6
Encuentro d. paredes ( Enlace por juntas verticales)
'"
l/a 2.- hilodCl
1,- hilada
1.- hilada.
1.· hilAda
Encuentro de poredes (Enlace por piuas centradas)
l/o
1/.
.... "''lo
1/0
'l' '"
...
Paredes de 30 cm Esquina y jamba
2,- hi lGda
1.- hilado
Pared .. de 30 cm Esquina y jc.mba
Encuentro de peredes
O/.
l/a
6/ 6
0/6
l/a
6/6
2.- hilada
1.- hilada
l.'
6/6
1/.
Aparejo con piezos d. esquina d.
11.
7/a Pilares o mClchones enfre yen'anos
2.- hilada
1,- hilada
PiuaJ de "9 cm d. longitud Módulo
Encuentro de paredes (Enlace por junios verticales)
.,.
Pieza de r aquino d.
l/a '1/1 J. '" .,.
8/.
'l.
-818 .1/81
14/8 8/8
818
14fe
4/8 1 818 2.- hilada
1 ,- ,hilada
818 1.,8
: :
,, :
:
-
4/82/8 818 818 2JB 418 4/82/6 818 818
: :
: ,
2184fB !
4/82/8 818
112,5 cm
100cm
87,5 cm
7San
:
-
818 1 818
4/8 1 818
14/8
818 1 818
4181 818
8/8 14/8
1 818
,,
: : :
:
-
4/81 818
818 2/84/8
4/8 1 8t8 8t8
I
2/8 8t8 218418 '
2/8 8t8
:
4/81 8t8 2/84/8 '
Piexas de 36,5 cm de longitud
Encuentro d. parda (Enlace por pie:ros centradas)
.,.
l/a
1/1
Piua d. , esquina d. ".
8/a '1/1 4/a .../8
Módulo
75 cm
a l/a 6/6 1 6/6
6/61 6/6
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"61 4/61 4/6
:
4/614'6 14/6 1.- hilada
2.- hilada
87,5 cm
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6/6 1 6/6
160 http://candelapro.blogspot.com.ar/
6/6
-
2/~ 6/6
4/6 J 6'6 14/6
4/61 4i6 14/ó[4/6
,
6/6 2/6 6/6
6/6 14/61 6/6 4/6 14/61 4/ó 14/ó
616 2/6 6/6 4/ól 61ó 14/6
100cm
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6/6 14/ó l 6/6
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112,5 cm
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6/6 1 6 /61 6 /6 '¡óI4/óI6/6 1416 ó/ó 1 6/ó 1 6/ó
:
Aglomerados de horm jgón gaseosos o espu mosos fraguados al vapor Además de los ya mencionados aglomerados de hormigón ligero de pómez natural, de pómez siderúrgica, de escorias y de ladrillo tritu rado se conocen otras clases de aglomerados de parecidas ca racterísticas. en los que se forman poros m ediante adició n de substancias quimicas. Estas substancias dan origen a la forma-
ción de gases o de espuma. Como generadores de gases sirven principalmente : el polvo de aluminio que desprende hidrógeno al mezclarlo con la masa pas-
las dimensiones de los bloques son : Longitud: 4 9/ 6 1,5 cm Altura: 24 cm Espesor: 5-30 cm (véase tabla) Las dimensiones de las piezas lisas y de las losas de pared sin armadu ra son:
longitud: 4 9 ,9/ 62,4/74.9 cm Altura : 24,9/ 62,4 cm Espesor: 5-30 cm (veáse tabla)
tosa de cemento, peróxido de hidrógeno que al disociarse desprende oxigeno. por lo cual conviene acelerar el proceso añadiendo cloruro c~ lcico como cata lizador. y finalmente el polvo de carburo cálcico que desprende acetileno al mezclarlo con el mortero acuoso.
El gas que se forma, hincha la masa en estaQo pastoso antes de su fraguado . Puede provocarse, pues, en ella el grado de porosidad que se desee, al cual corresponderá una determinada resistencia a compresión y una determinada capacidad aislante. En el hormigón esponjoso los poros se consiguen con generadores de espum a que se mezclan con la masa fl uida antes de su vertido en los encofrados o moldes y que provocan burbujas de aire en su seno. Como generadores de espuma se utilizan disoluciones jabonosas y espumantes a base de resinas de urea. Los áridos deben ser de grano fino , como arena , ceniza volátil o escoria de altos hornos. En general se utilizan los hormigones gaseosos y
Aparte de estos, pa ra la construcción de montaje se fabrican
losas de pared de mayores tamaños, de hormigón gaseoso GS B
3 5 o GSB 50 con las siguientes dimensiones: Longitud o altura : 300 a 600 cm Ancho o altu ra: 62 ,5 a 1,50 cm Espesor: 7,5 a 25 cm
DIMENS ION ES Y PESOS DE BLOQUES MACIZOS DE HORMIGÓN GASEOSO' DIN 4165
esponjosos fraguados bajo vapor a presión para formar bloques de obra y piezas prefabricadas, a fin de que, gracias al reducido ta maño de las piezas, el coeficiente de contracción pueda mantenerse bajo y se consigan las resistencias normales.
Para bloques de pared de hormigón gaseoso o espumoso fraguado al vapor se aplica la DIN 4165.
Longitud
Ancho
Altura
mm'
mm
mm'
490 615 490 015 490 615 490 615
115
240
175
240
240
240
300
240
MáKimo peso admisible en kg para densidades aparentes de
0.60 kg/dm' 8.2 lU.l
12.4 1 b.b 17:0 21 .3 21 3 26.5
0.80 kg/ dm' 10.9 13.6 16.6 20.1
22.7 28.3 28.3 (35.4)
PAREDES DE OBRA DE FA8RlCA HECHA CON BLOQUES
kg/dm 2
Máxima densidad Col", aparente admisi- de idenble del hormigón tificación (secado a 105°C) kg/ dm 3
20 40 60
0.60 0.70 0.80
Resistencia mfnima a compresión
Calidad
Resistencia del bloque kg/cm 2
GSB 25 GSB 50 GSB 75
25 50 75
Valor mfnimo
Espesor Peso de la p"od obra de fábri ca cm kp/ m 2
Amañllo
GS 25 33 50 66 76 83 99 110 132 158 165 198
GS 50 30 56 75 86 94 113 131 150 180 188 225
GS 75 40 68 91 105 114 137 159 162 218 228 273
Resistencia térmica
Coeficiente de transición térmica
1/ A (m'ho/kcal) GS GS GS 25 50 75 0.28 0.24 0.20 0.42 0.36 0.30 0.56 0.40 0.48 0.64 0.55 0.46 0.69 0.60 0.50 0.83 0.71 0.60 0.97 0.83 0.70 1.11 0.95 0.80 1.33 1.14 0.9 6 1.39 1.19 1,00 1.67 1.43 1.20
K (kcal/m'hO) GS GS 25 50 2. 13 2.33 1.64 1.82 1.33 1.49 1.20 1.35 1.14 1.27 1.11 0.98 0.86 0.98 0 ,77 0.88 0.66 0.75 0.63 0.72 0.54 0.62
diferencia entre sus caracterrsticas.
5.0 7.5 10.0 11.5 12.5 15.0 17.5 20.0 2.4 ,0 25.0 30.0
Para construcción de paredes, uno de cada 10 bloques de aglomerados estará pintado con el color que se señala en la tabla o
PAREDES DE PIEZAS LISAS Y LOSAS DE PAREO SIN ARMADURA
Azul Rojo
El hormigón gaseoso de estos bloques puede ser hecho tanto con cemento como con calo con los dos aglomerantes a la vez,
lo que hace distinguir entre los fabricados de los bloques (por ejemplo Siporex, Hebe!, Ytong) , pero sin que se presente gran
marcado con un distintivo de su resistencia a la compresión, bien visible , que consista en uno de los números 25, 50 o
75 (kg/cm').
Espesor Peso de la pared obra de fábrica cm kp/ m 2
Según la ordenación de dimensiones DI N 4172 se fabrican bloques para obra de fábrica con juntas de manero de 1,00 cm y piezas con una superficie especialmente lisa para obra casi sin juntas. Los ·bloques tiene unas tolerancias de fabricac ión de ± 3 mm, mientras que para las piezas de superficie lisa se permiten sola-
mente de
± 1,5
mm para la longiiud y el ancho y de
± 1,00 mm
para la altura .
En la obra de fábrica hecha con bloques. con juntas de manero normales de 1,00 cm se calcula, debido a la proporción de juntas, con coeficientes de conductibilidad térmica comprendidos
sólo entre ).. = 0 ,25 kcaVmho para GS 25 y A = 0 ,35 kcaVmho para GS 75 según la densidad aparente: para las paredes prácti-
5.0 7.5 10.0 11.5 12.5 15.0 17.5 20.0 24.0 25.0 30.0
GS 25 38 56 75 8il 94 101 117 134 161 168 201
Longitud
se adoptan valores más faborab les para el horm igón gaseoso, entre . ).. = 0 ,1 5 kcaVmho y A = 0 ,25 kcaVmho.
cm 124 124 124 149 2 '74 2 199')
Tanto las piezas lisas como los bloques con juntas de mortero pueden aplicarse para la obr.a de fábrica exterior, con carga o sin ella, y además para paredes de aislamiento. Las tensiones de
como máximo.
GS 75 50 75 100 11 5 125 150 175 200 240 250 300
Resistencia térmica
Coeficiente de transició n térmica
1/11 (m ' ho/kca l) GS GS GS 25 50 75 0.17 0.16 0.14 0.26 0.24 0.21 0.34 0.32 0.29 0.40 0.37 0.33 0.43 0.40 0.36 0.56 0.48 0.43 0.65 0.56 0.50 0.74 0.65 0.57 0.69 0.77 0.69 0.92 0.80 0.71 1.11 0.97 0.86
K (kcal/m'hO) GS GS 25 50 2.77 2.86 2.22 2.33 1.89 1.9 6 1.69 1.79 1.61 1.69 1.33 1.49 1.19 1.33 1.08 1. 19 0.93 1.04 0.90 1.01 0.77 0.86
GS 75 3.03 2.50 2.03 1.92 1.82 1.61 1.45 1.32 1.14 1.11 0.9 5
DIMENSIONES DE DINTELES HECHOS DE HORMIGÓN GASEOSO'
camente sin juntas hechas con piezas lisas y elementos grandes
compresión admisibles para la obra de fábrica hecha con piezas lisas son igua les a las de la obra de fábrica hecha con bloques, con manero de l grupo 111 según DI N 1053 , es decir, 12 kg/cm'
GS 50 42 63 84 97 105 126 147 168 202 21 0 252
GS 75 2.56 2.04 1.69 1.54 1.45 1.27 1.12 1.01 0.87 0.84 0.72
Ancho cm 7.5 10.0 12.0 24 30 24/30 24/30
Altura
Luz máll.
cm 24 24 24 24 24 24
cm 100 100 100 109 134 159
1 Las longitudes y alturas de piezas lisas siempre eprox. 9 mm mayores que las correspondientes de los bloques
1
Con armadura para paredes sustentantes de obra de fábrica
1 61 $ch mitt - 11
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Las ventajas generales de este material son el buen aislamiento térmico, el poco peso de transporte y su fácil puesta en obra. Menos ventajosas son la sensibilidad de la superficie sin protección , la baja resistencia a la compresión y la poca densidad, a la que corresponde un aislamiento acústico más desfavorable. El hormigón gaseoso puede ser aserrado, fresado, hendido, perforado , roscado y clavado. Utilizando estas propiedades pueden lograrse notables economías y grandes ventajas técnicas. De acuerdo con la norma DIN 1053 pueden practicarse en el hormigón poroso ranuras verticales y horizontales para empotrar en ellas las instalaciones. Para fusibles, interruptores y cajas de distribución y empalme, los orificios se hacen con herramientas especiales que pueden montarse sucesivamente en un número reducido de empuñaduras y mangos. Para abrir las ranuras se han creado también herramientas adecuadas (cinceles y gubias) . Para cortar bloques y placas se emplea una cizalja especial para materiales ··Ytong ". Consiste en una cuchilla móvil, guiada lateralmente por unos tubos de acero. El bloque va colocado debajo, apoyado en otro filo cortante y con un martillazo aplicado a la primera cuchilla queda partido en dos. El hormigón gaseoso es según las normas alemanas pertinentes "muy resistente al fuego". Si se tienen en cuenta las instrucciones para la puesta en obra y que figuran en la norma DIN 1953, sobre todo el número 4.22 (revoque exterior), el fabricante asume plena garantfa acerca de la resistencia del material contra las heladas. Las paredes medianeras y cajas de escalera de Ytong GS 50 cumplen lo prescrito por la norma de protección acústica DIN 4109 cuando son, por lo menos de 17,5 cm de espesor y van revestidas con una capa antepuesta. Véase "Construcciones teniendo en cuenta la protección acústica" en el capítulo correspondiente .
Ejecución de la obra de fábrica hecha con bloques Las paredes de bloques se construyen según aparejo. Las paredes exteriores y las transversales de refuerzo deben adentrarse entre si de acuerdo con la norma DIN 1053 . Los morteros empleados tienen que corresponder también a lo prescrito en esa misma forma . Deben ser plásticos, fáciles de trabajar y bien adhesivos. Antes de ser puestos en obra , los bloques "Ytong " deben mojarse abundantemente para evitar que las celdas exteriores de los mismos sustraigan al mortero el agua que éste necesita para su fraguado . Es recomendable preparar un plan exacto de modo como deben ser distribuidos los bloques en la hilada y tenerlo marcado s06re un listón al construir. De esta manera se facilita mucho el trabajo en la obra , evitándose también juntas demasiado anchas. En ese listón se marca también la altura de la hilada correspondiente además de las hiladas de adaptación o compensación en las repisas de las ventanas y debajo de ' los apoyos de los techos. También se marca en él la posición de los dinteles de las ventanas. Antes de revocar las paredes de Ytong deben limpiarse bien y mojarlas copiosamente, con lo cual sustraerán al mortero el agua que éste necesita para su fraguado . Ninguna capa de revoque o eniucido debe darse hasta que la anterior esté ya endurecida . El mortero no debe ser estirado con la llana, sino simplemente lanzado contra la pared. Según datos de las fábricas productoras ''Ytongwerke'', se logran buenos resultados con los siguientes revoques y enlucidos: Para interiores: 1 parte en volumen de cal en pasta + 5 partes en volumen de arena; 1 parte en volumen de cal apagada + 4 o 4 'l. partes en volumen de arena. ' 1 parte, en volumen, de cemento + 1 parte en volumen de cal blanca en pasta o cal apagada + 3 partes, en volumen, de arena; Revoque: capa superior o externa de mortero de cal y cemento : 1 parte en volumen de cemento + 2 partes en volumen de cal en pa~ta o cal apagada + 15 partes, en volumen. de arena.
162
Sobre este revoque externo aun puede aplicarse un enlucido, como por ej., el " Salith" .
Para exteriores : Enfoscado, como capa delgada de preparación con mortero fluido de cemento adicionado con cal. Los paramentos de Ytong apomazados y pulidos son también apropiados para recibir enlucidos finos aplicados con la llana o para ser revestidos con cartón-fieltro. Estos tipos de enlucidos " secos" (como p. ej., el "perkalor") acortan el período de desecación de la obra .
Ejecución de la obra de fábrica hecha con piezas lisas Debido a la superficie especialmente lisa y a la mayor exactitud de las medidas de los bloques lisos para un trabazón, basta la aplicación de una junta de mortero de cemento adhesivo plastificado de 1 a 2 mm cada hilada. Incluso en paredes exteriores con espesores menores de 30 cm , esta junta no produce ningún tipo de puente térmico; tampoco se marcan las juntas. Incluso teniendo hiladas de hasta -15°C puede ejecutarse la obra de fábrica de bloques lisos, en contraposición a la obra de fábrica normal. El mortero para los bloques lisos se suministra en forma de mezcla ya preparada, en polvo. Después de añadirle el agua de amasado, el mortero puede emplearse durante toda la jornada . Como no hay que mojar las piezas planas se trata prácticamente de una construcción en "seco". Mientras, habra qu~ revocar en húmedo las paredes exteriores, igual que en la obra de fábrica hecha con bloques; para las paredes interiores, en general basta un delgado revoque a espátula de hasta 5 mm de espesor, siempre y cuando la obra de fábrica esté bien ejecutada . .
Obra de fábrica armada (Extracto de la DIN 1053)
5,4. 1, Aplicaciones Si las tensiones de tracción de algún elemento de pared sometido a flexión (por ejemplo en pequeños silos o cuando han de resistir empujes de tierra o fuerzas del viento) son mayores que lo admisible según los artículos 7.4.3 . y 7.5.3. , conviene disponer allí d~ una armadura formada por barras de acero según DIN 488, hoja 1, edición de abril de 1972, tabla 1. Esta armadura no debe obstaculizar el aparejo de la pared.
5,4,2, Condiciones generales El grueso de las paredes no debe ser menor que 11 ,5 cm; la clase de resistencia de los ladrillos no debe ser menor que la de 150 kg/cm 2 (15 MN/ m 2 ). Las juntas verticales y horizontales deben ser llenas y deben estar ejecutadas con el máximo cuidado. Las juntas verticales parcialmente amorteradas no son admisibles en la obra de fábrica armada. Las juntas que llevan armadura no deben tener más de 2 cm de grueso. Las barras lisas y perfiladas' deben tener siempre ganchos en los extremos. Las armaduras deben quedar embebidas en un lecho de mortero de cemento (mortero del grupo 111). Esto debe cumplirse también especialmente en la zona de los ganchos que llevan las armaduras en sus extremos. En las juntas sólo deben ponerse barras de hasta 8 mm de diámetro. La distancia entre las barras y los ladrillos debe ser por lo menos de 5 mm. Para el recubrimiento de mortero de t;Jirecci6n pependicular a la superficie de la pared se aplica lo dicho en los 1 Para la definición de los conceptos "barras perfiladas" o "barras nervadas o corrugadas", véase la DIN 488 , hoja 1. edición de abril de 1972 . anículos 3 .2.2 . y 3 .2 .3 .
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artlculos 13.2 Y 13.3 de la DIN 1045. edición de enero de 1972 sin embargo. este recubrimiento de mortero debe ser de 15 mm como mrnimo. Además pueden ser necesarias medidas especiales de protección contra la corrosión (por ejemplo. en los casos citados en la DIN 1045. edición de enero de 1972. tabla 10. filas 3 y 4 . o en las paredes sin revocar con armadura en la parte exterior expuestas a la lluvia incidente). Cuando las armaduras se cruzan dentro de una junta s610 pueden estar constituidas por barras de hasta 5 mm de diámatro. a no ser que en los puntos de cruce se tomen precauciones especiales (por ejemplo. el empleo de ladrillos especiales.) En las paredes que llevan armadura horizontal deben ponerse por lo menos 4 barras de armadura por metro de altura de la pared. pero por lo menos hay que armar una junta de cada dos. En las paredes armadas verticalmente, la distancia entre las barras de la armadura no debe ser mayor.del doble del grueso de la pared . pero con un máximo de 25 cm. En las uniones de las barras de la armadura. la longitud de solapado debe ser por lo menos de : a) b) e)
en las barras lisas 100 cm en las barras perfiladas 80 cm en las barras corrugadas 60 cm
Para evitar que en los ganchos de los extremos de las barras las armaduras se crucen, a ser posible sólo se emplearán uniones con solape con barras corrugadas de extremos rectos. Sobre el empleo de aditivos. véase el articulo 4.1.4.2 .
la tecnología del hormigón de la época industrial comienza en Inglaterra con la producción fabril y la composición normalizada del cemento (en latín, caementrum = piedra machacada). que se denominó cemento Portland . por la procedencia de la piedra de cal empleada. Como proporción de mezcla más favorable se fijó '¡' de cal y ' / , de arcilla. La verdadera consagración del hormigón comenzó cuando se empleó junto con el acero. Algunas combinaciones con barras de hierro o bronce y materiales vertidos ya existran en la época romana. Pero el desarrollo técnico-cientlfico del hormigón armado fue iniciado a mediados del siglo XIX por los ingleses y franceses. El inglés Hyatt fue el primero que descubrió que el acero y el hormigón prácticamente tienen los mismos coeficientes de dilatación y halló la correcta posición de la armadura. y de este modo reconoció el principio que el hormigón principalmente debe absorber las fuerzas de compresión y el acero las de tracción; además. se fijó en la resistencia al fuego del hormigón. la patente decisiva para el hormigón armado fue conseguida por el jardinero parisiense Joseph Monier en el año 1867. Sus patentes se refieren a depósitos, techos , vigas , tubos y traviesas de ferrocarril. El trabajaba aún sin conocimientos y teorras acerca de las estructuras, que sólo más tarde fueron establecidas, empíricamente y mediante cálculo por los ingenieros.
Propiedades del hormigón Hoy día el hormigón es un material de la mayor variabilidad. que puede adaptarse. eligiendo el tipo y la composición de la mezcla. a las mAs distintas exigencias. Como el hormigón vierte sin grandes pérdidas de material y con poco empleo de mano de obra en moldes preparados, puede considerarse como el prototipo del material moderno de construcción, lo que justifica su posición dominante. El hormigón. y principalmente el hormigón armado. es muy adecuado para los elementos de construcción con cargas muy altas, las construcciones de entramado, las paredes, los techos, las estructuras laminares, etc. En primer lugar. los tipos de hormigón se distinguen por sus densidades:
Armadura : no menos de 1 varilla cada dos juntas ni de .. varillas por metro de altura
- Hormigón ligero. con una densidad de 2 tlm' o kg/cm' como máximo. Además de áridos ligeros como la piedra pómez. las arcillas expandidas y las escorias, también se emplean granulados productores/de poros o materiales espumantes. - Hormigón ,(ormal con una densidad de > 2 tlm' a 2 .8 tlm' como máximo con arena y grava como áridos. En todos los casos que no son posibles confusiones con el hormigón ligero o el hormigón pasado se .hablará sólo de hormigón. - Hormigón pesado. con una densidad bruta de 2 .8 tlm'. los áridos se componen en espato pesado, magnetita o fragmentos de chatarra (un hormigón que se emplea pricipalmente en la construcción de reactores).
Paredes de hormigón Con la palabra hormigón se designa una piedra artificial que se obtiene con una mezcla de aglomerantes, áridos minerales y agua. por medio de una reacción qul!'1lica, es decir, por el fraguado de la pasta de cemento. El aglomerante recubre los granos de los áridos y los une unos con otros al endurecerse. En este aspecto el hormigón se distingue del mortero sólo por la granulometrla de sus áridos (63 mm máx. en vez de 4 mm máx.). los esfuerzos para construir obras de piedra. de modo más fácil que labrándolas con gran exactitud . o colocándolas sobre un lecho de mortero. vienen ya desde los tiempos de los romanos. Ellos sablan convertir su mortero de cal en mortero hidráulico mediante la adición de tierra de Ponzuoli (provincia de Nápoles) o polvo de ladrillo. lo que permitirla también el fraguado bajo agua y el fraguado de muros gruesos sin penetración de aire . Y construyeron las paredes de sus altos edificios vertiendo una mezcla de cascotes de piedra y mortero entre sus dos hojas exteriores, hechas con una obra de fábrica de piedra de la¡lrillo bien trabajada.
las resistencias a la compresión están comprendidas entre 50 kg/cm' y más de 600 kg/cm'. según la proporción de cemento y el tipo de los áridos. Según la resistencia se distinguen:
- Hormigón B l. como designación general de los hormigones con clases de la resistencia desde 8n 50 hasta Bn 250 - Hormigón 8 11 como designación general de los hormigones de las clases de resistencia a partir de Bn 350 y mayores. asl como para hormigones de caracterfsticas especiales. Finalmente habrá que recordar las propiedades estáticas y constructivas del hormigón y en especia l de la~ paredes de horm igón : i .
1. Capacidad de carga, resistencia a la compresión la alta resistencia a la compresión que puede elegirse en cada caso según las necesiadades, permite unos espesores de paredes considerables menores que en la obra de fábrica . por ejemplo 15 cm en vez de 24 cm. Resulta por lo tanto un aumento de la superficie útil que depende del número de paredes o bien la distancia entre ellas.
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163
2 . Aislamiento térmico Debido a su alto peso, la acumulación térmica del hormigón es muy buena y, especialmente en el caso de paredes interiores,
proporciona un clima en el local muy agradable. Pero por el mismo motivo. el aislamiento térmico es pequeño, lo que hace que todas las paredes exteriores de hormigón necesiten una capa suplementaria de aislamiento térmico. La existencia de calefacción central y con ello de un nivel de temperatura casi uniforme en los locales vecinos. es condición necesaria para el empleo de paredes de hormigón en el interior de viviendas y construcciones parecidas con poca acumulación térmica. 3. Aislamiento acústico.
DIN 4030 Aguas, suelos y grasas que atacan al hormigón. DIN 4031 Impermiabilizaciones bituminosas contra el agua a presión en las construcciones; directrices para su dimensionado y ejecución.
DIN 4117 Impermeabilización de las construcciones frente a la humedad del terreno; directrices para su ejecución.
DIN 4184 Hoja 2 . Chapas perforadas para ensayos de tamizado; agujeros cuadrados DIN 4188 Hoja 1. Fondos de tamiz; fondos de tamiz de alambre para ensayo; dimensio-
nes DIN 4207 Aglomerantes mixtos DIN 4226 Hoja 1. Áridos para hormigón
Debido a su compacidad y a su alto peso específico, el hormigón
Áridos de textura compacta; conceptos, denominaciones, exigencias y control.
ofrece una protección muy buena contra los sonidos transmitidos por el aire. pero el aislamiento contra los sonidos propagados por los sólidos es muy deficiente. Debido a las uniones entre
Hoja 2. Áridos ·con textura porosa (áridos ligeros) ; conceptos, denominaciones, exigencias y control
las paredes y techos, todos los pisos de hormigón precisan un aislamiento suplementario contra el ruido de las pisadas, que hoy día generalmente se realiza mediante unas blandas esteras aislantes y un pavimento flotante .
Hoja 3. Ensayo de áridos de textura compacta o porosa
DIN 4233 Paredes de carga de hormigón ligero y de textura con porosidad intersticial; ejecución y dimensionado.
DI N 4235 Vibradores para compactar el hormigón; directrices
Clima ambiental
para su utilización Directrices provisionales para el ensayo de los aditivos del hor-
En comparación con las paredes de obra de fábrica revocadas,
migón para la concesión de marcas de calidad.
un inconveniente de las paredes de hormigón en cuanto al clima ambiental de construcciones no climatizadas, es su poca capaci-
Hormigones en seco; directrices para la fabricación y empleo.
dad de absorción e intercambio de la humedad del aire. Para compensar esta desventaja , la mejor solución es empapelar las
Aglomerantes
paredes y los techos con papeles de fibra basta , absorbentes. Además, facilitan el intercambio de humedad las cortinas, alfombras y muebles tapizados. En las cocinas y los baños se
(DIN 1045/ 6 . 1)
precisa una ventilación adicional, por gravedad o forzada .
Para el hormigón en masa de las clases de resistencia Bn 100 Y mayores y para el hormigón armado habrá que emplear cemento
según DIN 1164/hoja 1-8. Para el hormigón en masa de la clase de resistencia Bn 50 pueden emplearse también aglomerantes
Materiales La tecnología del m-aterial hormigón, sus componentes, su composición, su elaboración y el comportamiento de los ele-
mentos del hormigón están tratados previamente en la DIN 1045 " Construcciones de hormigón y horm igón armado". El objeto de esta norma es el dimensionado y la ejecución de elementos de carga y de rigidización de hormigón ·y hormigón armado. La norma se dirige tanto a las empresas que elaboran el hormigón y a las que se ocupan de su fabricación , elaboración y control, como al calculista que determina los elementos, dimensiona sus secciones o proporciona los dibujos del encofrado y de las armaduras para el empleo en la obra. En cuanto sea necesario para el conocimiento del arquitecto, se reproducirán aquí, a continuación y de forma extractada, los párrafos más importantes de la norma que tratan de la composi-
ción, fabricación y puesta en obra del hormigón. En cambio los
mixtos según DIN 4201 . Detalles de la fabricación , de las clases de resistencia y la denominación véase en el parágrafo " Mortero" página 119. Los cementos con un fraguado más rápido (350 F, 450 L, 450 F y 550) llegan en menos tiempo a determinadas resistencias. Mediante su empleo pueden conseguirse en menos tiempos mayores resistencias del hormigón, lo que significa a la vez
menores tiempos de desencofrado, según el párrafo 12.3 de la DIN . Además, en la fase inicial del fraguado producen un mayor calor de hidratación, por lo que son muy apropiados para el hormigonado en tiempos frias. Durante el transporte y el almacenamiento de los aglomerantes
habrá que protegerlos contra la humedad . En los recipientes de transportes y en los silos de aglomerantes no deben existir restos de aglomerantes o cementos de otro tipo o de resistencia menor ni restos de otros materiales. En casos dudosos habrá que comprobarlo cuidadosamente antes de llenarlos.
párrafos que explican las caracteristicas del hormigón armado
serán tratados luego en los capítulos 'Techos de hormigón armado" y " Estructuras a base de paredes" o "Construcción de entramado". Respecto al tema " Paredes de hormi-
Áridos (DIN 1045/ 6.2)
gón", la DIN 1045 además hace referencia a las siguientes normas :
Los áridos ·del hormigón están compuestos de fragmentos de
DIN 1048, hoja 1. Procedimiento de ensayo para hormigón, hor-
rocas natúrales o artificiales, macizas o porosas: en el caso del hormigón pesado se emplea también para unas funciones espe-
migón fresco , hormigón fraguado , en probetas confeccionadas
especialmente para el ensayo. Hoja 2 . Hormigón fraguado , en construcciones y elementos ya realizados.
ciales, el metal como árido. Los tamaños de ·Ios granos y el tipo de árido depende en cada c.aso de las exigencias del hormigón.
DIN 1164, hoja 1. Cemento portland , cemento portland siderúr-
Las caracteristicas del material, la forma y naturaleza de las
gico, cemento de alto horno y cemento puzolánico; definiciones, componentes, solicitaciones, suministro.
superficies de los granos de árido y también la composición granulométrica de éste influyen en alto grado en la resistencia yen las demás propiedades del hormigón. No han de contener mate-
Hoja 2 .
Control de calidad
Hoja 3 .
Determinación de la composición
Hoja 4. Hoja 5.
Determinación de la finura del molido Determinación de los tiempos de fraguado mediante la aguja de Vicat
Hoja 6 .
Determinación de la constancia de volumen mediante el ensayo de cochura Determinación de la resistencia Determinación del calor de hidratación mediante un calorímetro
Hoja 7. Hoja 8 .
164
rias perjudiciales como serian, por ejemplo, el barro, la arcilla, mantillo o materias orgánicas del tipo del humus o compone"ntes con azufre, como por ejemplo de carbón y las escorias y cenizas. Los granos del árido conviene que tengan formas redondeadas o cúbicas.
Los áridos deben cumplir con la DIN 4226 , hojas 1-3. La mezcla de áridos deberla ser de granos lo más gruesos que sea posible y con poco volumen de huecos entre 105 granos. El tamaño máximo de grano habrá de determinarse de modo
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que permita la mezcla, el transporte, la puesta en obra del hormigón ; su tamaño nominal no debe exceder a un tercio de la m ínima dimensión del elemento que se construye. En el caso de una armad ura con poca distancia entre las barras o con poco recubrimiento de hormigón, la mayor parte del árido debería ser de grano menor que la distancia entre las varillas de la armadura y que la distancia entre la armadura y encofrado. Composición gran ulométrica de los áridos para hormigón. La composición gra nu lométrica de los áridos para el hormigón se determina mediante los diagramas de cribado (véanse figu ras) y, si es necesario, mediante un distintor característico para la distribución granulométrica o para la cantidad necesaria de
" en peso
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agua. , ,2
Los diagramas de cribado de los áridos compuestos de grupos granulométricos de densidades aparentes considerablemente distintos. no se refería a los porcentajes en peso de la mezcla de áridos sino a los porcentajes en volumen.3 La composición de los distintos grupos granu lométricos y del árido del hormigón se determ inan mediante pruebas de tamizado con tam ices de ensayo (tamices de malla o tamices de agujeros cuadrados) de 0 ,25; 0 ,5; 1, 2 , 4 , 8 , 16, 31 , 54 Y 63 , según DIN 41 88 , hoja 1 o DIN 4187 hoja 2 .
o
0.15
aso
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1,0
Ancho de los agujeros
-t- Tamices de agujeros cuadrados
Tamices de mallas tDlN 4188)
I
(DIN 4187 , hoja 2)
liNEAS DE CRIBADO PARA GRANOS DE UN TAMAÑO MÁXIMO DE 8 ,0 mm
" en peso
100
~L e9
Lineas de cribado continuas
eo
Las líneas de cribado de las mezclas granulométricas deberían y de situarse entre las líneas A y C, es decir, en las zonas las figu ras adjuntas. la zona 0, entre las líneas de cribado A y 8 , corresponde a las mezclas granu lométricas favorables; en la zona (3) entre B y e, las mezclas aún son aprovechables. Las desviaciones de la línea de cribado en la zona situada más allá de los 8 mm , sólo son de poco efecto sobre las características del hormigón.
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Tamices de agujeros cuadrados (DI N 4187 . hoja 2)
" en peso
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Ancho de los agujeros Tamices de mallas tD IN 4188)
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LiNEAS DE CRI8ADO PARA GRANOS DE UN TAMAÑO MÁXIMO DE 32 ,0 mM
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Tamices de mallas (DIN 4188 )
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Ancho de los agu jeros
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t DIN 4187 , hoja 2)
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liNEAS DE CRI8ADO PARA GRANOS DE UN TAMAÑO MÁXIMO DE 16,0 mm
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5J.Omm
Ancho de los agujeros 1.
Por ejemplo el coeficiente granulométrico, de cribado, el coefIciente de la can-
2.
tidad de agua necesaria . Para obtener los valores caracterlsticos de la distribución granulométrica o de
Tamices de mallas IDIN 41881
-tI
Tamices de agujeros cuadrados IDIN 4187 , hoia 21
liNEAS DE CRI8ADO PARA GRANOS DE UN TAMAÑO MÁXIMO DE 63 ,0 mm
la cantidad de agua necesaria , asl como cantidad de granos hasta tamai'lo de 5 mm. debe tomarse en general la cantidad real. Sólo al comparar dichos valores característicos con los dados por los diagramas de cribado normalizados, en ambos casos debe tomarse como valor la cantidad de granos de tamafIo inferior a 5 mm , el valor correspondiente a 0 ,5 mm en la línea recta que une los puntos correspondientes a los tamices de 0,25 mm y 1.00 mm .
3,
densidad aparente del grano, En el eje de ordenadas se indicarán entonces los 4.
Líneas de cribado discontinuas
La distribución volumérica se obtiene al divid ir la distribución en peso por la porcentajes en volumen en vez de los porcentajes en peso. El tama rlo Imite del grano de 32 mm se ensaya con el tamiz de agu jeros cuadrados de 31 .5 mm segun DIN 4187 . hoj a 2.
las lineas de cribado discontinuas Igranulometría discontinua), es decir, de las mezclas de áridos que carecen de algunos grupos granulométricos, deberían pasar entre la línea del limite interior U y la línea de cr¡bado e de las figuras.
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165
Suministro y almacenamiento de los áridos
Agua de amasado (DIN 1045/ 6. 4)
Los áridos destinados a la preparación de hormigón no deben ensuciarse con otras materias durante el transporte y el almacenamiento a pie de obra. Los áridos de distintos grupos que se reciben por separado deben almacenarse de manera que no se
mezclen en ningún punto. Los áridos mezclados en fábrica deben descargarse y almacenarse en la obra de manera que no se desmezclen.
El agua que se añade a los componentes del hormigón durante el proceso de elaboración y fraguado se llama agua de amasado. Para el amasado suelen ser utilizables, en general. todas las aguas natural es, siempre que no contengan sustancias que
influyan desfavorablemente sobre el fraguado u otras propiedades del hormigón. o que reduzcan la protección contra la corrosión de las armaduras, como por ejemplo determ inadas aguas industriales de deshecho. En casos dudosos será necesario com-
probar su aptitud para la fabricación de hormigón.
A ditivos del hormigón DIN 1045/6 . 3 Distinguimos entre aditivos de acción física o Qufmica y aditivos
de masa. Aditivos de acción física o quimica.
Aceros para hormigón armado (DI N 1045/ 6. 6) Para el hormigón armado habrá que emplear aceros que, por su
Estos aditivos influyen sobre el hormigón mediante reacciones quimicas o fisicas, o de ambas clases. modificando sus C3racte-
rfst icas, por ejemplo, las propiedades de elaboración, los tiempos de fraguado V de endurecimiento, sin tener importancia como partes en volumen del hormigón. Para el hormigón y el mortero de cemento -también para la colocación de tacos- sólo pueden emplearse aditivos con una marca de calidad vigente y según las condiciones definidas en el certificado de ensayo. Los cloruros, los materiales que contienen cloruros, y otros materiales que favorecen la corrosión del acero no deben añadir-
se al hormigón armado ni al hormigón que luego tendrá contacto con hormigón armado. Se emplean los aditivos del hormigón para influir favorablemente sobre ciertas propiedades del hormigón. Pero como también pueden modificarse otras propiedades
diámetro, forma , propiedades de resistencia y demás caracteris-
tic as, cumplan con la DIN 488. Los tipos incluidos'en ella y sus características, se dan en la tabla de la página ,?25
Exigencias en la composición de los hormigones (DIN 1045/6. 5) El porcentaje de los distintos elementos, su composición y su distribución en la estructura interior del hormigón determinan la
resistencia y las demás propiedades de este material. Esto supone que el hormigón está compuesto, fabricado y transportado de forma apropiada no se ·desmezcla
está por completo compactado 'y cuidadosamente curado.
importantes en forma desventajosa, siempre es condición para
su aplicación una prueba de aptitud del hormigón hecho con ellos. Aditivos de masa Son sustancias finamente divididas, que también influyen en ciertas propiedades del hormigón, pero a los que hay que tener en cuenta en la composición volumétrica del hormigón. Los aditivos de masa pueden añadirse al hormigón siempre que no perjudiquen el fraguado del cemento, la resistencia y estabi lidad del hormigón ni la protección anticorrosiva ele la armadura. Los aditivos del hormigón que no cumplan con la DIN 4226 o con una norma prevista para ellos, como por ejemplo la DIN 51043 , sólo pueden emplearse si existe un permiso general de los órganos competentes o bien una marca de calidad' Un aditi, vo de hidraulicidad latente o puzolánico sólo puede incluirse en el porcentaje del cemento cuando está reglamentado de forma oportuna. 5.
El Instituto' de la T6cnica de Construcción. en Berlfn. concede las marcas de calidad para fluidificadores de hormigón. agentes aireantes. agentes de estanquidad. retardadores de fraguado, aceleradores de fraguado (también anticongelantes) y sustancias para fa cilitar la inyecdón y para determinados aditivos
de masa .
Clases de resistencia Mediante las resistencias halladas en ensayos de calidad a los 28 dlas con probetas cúbicas de 20 cm de lado se clasifica el hormigón en clases de resistencia desde Bn 50 hasta Bn 550 (véase tabla 1). Las tres probetas de una serie deben proceder de tres distintas amasadas; en el caso de hormigón preparado -si es posible-. de distintos suministros de la misma clase de resistencia. Una determinada resistencia a la compresión de la probeta tam-
bién puede ser necesaria antes de los 28 dlas y con las solicitaciones previstas, por ejemplo, para el transporte de elementos
prefabricados. La res istencia a la compresión también puede fijarse para una fecha posterior, en casos especiales en que parezca convenien-
te, por ejemplo cuando se emplea un cemento con un fraguado más lento, y siempre que lo permitan las solicitaciones a que el hormigón está sometido. El hormigón Bn 550 esta principalmente reservado para la producción de cementos prefabricados en fábricas de hormigón. El
CLASES DE RESISTENCIA DEL HORMIGÓN Y SUS APUCACIONES
1 Grupo del hormigón
1
Hormigón 81
2
3
4
5
6
Denominación del hormigón según su resistencia
Resistencia nominal
Resistencia de la serie
pWS
FabricadOn según
Aplicaciones
pWN {Valor mrnimo de la resistencia a la compresión W28 de cada probeta según Po i artlculo 7 .4 .3 .5.2 )
(Valor mlnimo de la resistencia media WM de cada serie de probetas)
k~cm'
k~cm'
50
80
Arti::ulo
Sólo para hormigón sin armadura
Bn
50
6.5.5
2 3 4 5 6 7
Bn 100 Bn 150 Bn 250 Hormigón 8 II
Bn 350 Bn 450 Bn 550
100 150 250 350 450 550
150 200 300 400 500 600
166 http://candelapro.blogspot.com.ar/
Ant:ulo
6.5'.6
Para hormigón sin y con armadura
ClASES DE CONSISTENCIA DEL HORMIGÓN FRESCO
I
I
2
3
4
5
6
Clase de hormigón
Propiedades del mortero
fino
Coeficiente de compactación
Coeficiente de ensanchamiento
Sistema de compactación
f,esco
Hormigón fresco en el momento del vertido
V
cm
aún incoherente
1.45
-
K1
u n poco
Hormigón seco
que la tierra
más húmedo
Vibradores de atta '
•
capacidad o apisonando "fuenemente en capas delgadas
1.26
2
K2
blanco
Hormigón p"stico
1.25
hasta algo cohesivo
•
poco fluido
1.10
Beton
3
;> 40
desde formando granos
Vibrado. hurgoneado
o apisonaoo
1 .11 fluido
K3
41
• - 4-.04
Hormigón blando
hormigón in situ. que actúa en unión con elementos prefabrica-
dos de hormigón armado. como parte de una estructura portante, debe tener como mfnimo la clase de resisten cia 8n 150.
Consistencia El hormigón fresco se clasifica en tres distintas clases de consistencia (véase tabla 2). Dentro de estas clases la consistencia puede determinarse con más exactitud (véase DIN 1048 . hoja 1) mediante ciertas medidas de ensanchamiento y de compactación (véanse columnas 4 y 5).
Hurgoneado, etc.
a
50
Dosis de cemento El hormigón debe contener la cantidad de cemento necesaria para que pueda conseguir la debida resistencia a la compresión y, en el caso del hormigón armado, ofrezca una suficiente protección de la armadura contra la corrosión. Sin embargo, si se determina la dosis de cemento mediante un ensayo, hay que ten er en cuenta que cada m 3 de hormigón compa cto debe contener, por lo menos,
100 kg en el caso de hormigón sin armaduras. yen el caso de hormigón armado, por la protecció n anticorrosiva debe ofrecer a la armadura ,
240 kg en el caso de cemento de la clase de resistencia 350 o mayor,
Porcentaje del agregado fino
280 kg en el caso de cemento de la clase de resistencia 250,
El hormigón debe contener una determinada cantidad de agregado fino. para que sea fácil de elaborar y colocar en obra y
Para hormigón sin aditivos no se necesita ensayo siempre que la composición del hormigón cumpla como mínimo con las condiciones de la tabla 4 y con las siguientes indicaciones:
para que tenga una estructura compacta. El agregado fino se
las dosis de cemento según la tabla 4 habrán de aumentarse en
compone de cemento. de los granos de tamaño O a 0 .25 mm del árido del hormigón Y. si es necesario. de la adición de una mezcla de granos de este grupo granulométrico compuesta por minerales naturales y artificiales consistentes y sin posibilidad
de reblandecimiento. y que no reduzcan la consistencia del hormigón. Un suficiente porcentaje de agregado fino tiene importancia sobre todo en el caso de hormigón que debe transportarse a grandes distancias o a través de tuberías de conducción. de hormigón, para elementos de poco espesor y armados densa-
15% si se emplea cemento de la clase de resistencia 250 10% si el grano máximo del árido es de 16 mm 20% si el grano máximo del árido es de 8 mm.
PORCENTAJE MINIMO DE CEMENTO PARA EL HORMIGÓN B I CON ÁRIDOS DE UN GRANO MÁXIMO DE 32 mm y CEMENTO DE LA CLASE DE RESISTENCIA 350 SEGÚN OIN 1164
mente. y de hormigón impermeable. En general conviene un porcentaje de agregado fino según la tabla 3 .
2
I
3
lase de resistenci~ Zona del diagrama el hormig6n de las lineas cribado del árido
VALORES NORMATIVOS DEL PORCENTAJE DE AGREGADO FINO
I
I
2 3 4
4
5
Porcentaje mlnimo de cemento en kg por m' de horm tg6n compactado para la consistencia
K l' '"
2
K 16 )
K2
K3
50')
(3) élprovechable (4)
140 160
160 180
-
-
3 4
Bn lOO')
(3) it~rovechllDle (4)
190 210
210 230
23C 26C
5 6 7 8
Bn 150
(3) (4 )
240 270
270 300
30C 33C
(3) (4)
280 310
310 340
340 38C
Grano máximo de la mezcla
Agregado fino en 1 m' de
,de 6ridos
hormigón compactado
I
mm
kg
2
8 16 32 63
525 450 400 325
Si se emplean aditivos poco generadores, basta y conviene un
menor porcentaje de agregado fino.
Bn
f.v",.bl.
fav",abl.
fav",.ble
aprov,echable
Bn 250
fav",able
ap.-ovechabl.
6 Sólo para hormigón Sin armaduras
Este porcentaje deberra limitarse a la cantidad necesaria para la
elaboración. especialmente cuando un porcentaje demasiado alto de agregados finos podría perjudicar algunas propiedades del hormigón. como por ejemplo la resistencia a las heladas. al
como máximo si se emplea cemento de la clase de resistencia
desgaste y a las reacciones qurmicas.
450. y el 10% como máximo si el grano del árido es de 63 mm.
Composición de los hormigones del grupo I (8n 50 - Bn 250)
,
la dosis del cemento según la tabla 4 puede reducirse el 10%
Los aumentos y las reducciones de la dosis de cemento deben y pueden sumarse respectivamente ; sin embargo, la dosis de cemento para el hormigón armado no debe ser menor que el valor indicado en el tercer inciso de este párrafo, http://candelapro.blogspot.com.ar/
167
Mezcla de áridos
Relación agua/cemento y consistencis
En un hormigón eompuesto según la tabla 4 y las indicaciones que la acompañan, la linea de cribado del árido debe ser continua y estar compre ndida entre las dos ¡'ineas A y C de las figuras
cantidad de agua de amasado y la de cemento, en peso, que
correspondientes. Esta linea tendrá que estar en la zona favorable del diagrama de las lineas de cribado (3), si se quiere
El hormigón no debe fabricarse con una mayor relación agua/cemento que la establecida mediante el ensayo de calidad. Si con
emplear la dosis mínima de cemento indicada en la tabla 4 para la zona del diagrama de cribado más favorable. Cuando la composición del hormigón se determina mediante un ensayo de calidad, habrá que mantener la granulometría de la mezcla del árido empleada en la fabricación del hormigón. Además de las lineas de tamizado continuas, en este caso también pueden emplearse granu lometrfas discontinuas. Áridos sin clasificación, procedentes de excavaciones y draga-
dos, sólo pueden emplearse en hormigones de las clases de resistencias Bn 50 y Bn 100, siempre que cumplan las exigencias de la DIN 4226 y cuando su composición granulométrica
Por relación agua/cemento se entiende la proporción entre la intervienen en el hormigón.
la consistencia así obtenida el hormigón demuestra insuficiente
trabajabilidad para alguna labor difCil, y hay que aumentar por lo tanto la cantidad de agua, hay que aumentar también la cantidad de cemento en la misma proporción en peso. Ambas operaciones deben realizarse en una máquina mezcladora. Debido a la protección anticorrosiva de la armadura. la relación
agua/cemento del hormigón .armado no debe exceder del valor 0 ,65 para cementos de la clase de resistencia 250 y del valor 0 ,75 y para cementos de la clase 350.
Comportamiento del hormigón
corresponde a esta forma.
Para el hormigón de las clases de resistencia Bn 150 y Bn 250 el árido debe suministrarse y almacenarse en dos grupos granulométricos como mínimo, de los cuales uno tiene que permane-
La resistencia Que en cada caso se desee conseguir para el hormigón fraguado puede determinarse con relativa exactitud
cer en la zona de O a 32 mm. En la máquina mezcladora hay que combinarlas de tal forma que resulte una mezcla de la composición granulométrica exigida. En lugar de grupos granulométricos separados, pueden emplearse
combinando de manera apropiada la granulometria de los áridos, la dosificación del cemento y la relaciÓn agua/cemento. También puede conocerse por el cálculo la dilatación térmica y la deformación bajo las cargas de uso.
también, en las mezclas granulométricas con el tamaño máximo
Sin embargo, las deformaciones y las tensiones no sólo se producen por las acciones de las cargas y las influencias de la tem-
de grano hasta 32 mm, áridos mezclados en fábrica según DIN 4226, hoja 1, siempre que su composición granulométrica corresponda a las condiciones del párrafo 6 . 2.
peratura. Dependen de la composición del hormigón, de las dimensiones de los elementos constructivos y de las condicio-
nes de carga, y de humedad y temperatura del ambiente, que existen inmediatamente después del proceso de fraguado. En una fase posterior de la construcción aparecen en un grado aún mayor en forma de fluencia . retracciones e hinchamientos.
Consistencia La consistencia del hormigón fresco habrá de determinarse antes de comenzar la obra y teniendo en consideración las con-
diciones de elaborarlo (por ejemplo el sistema de compactación).
Composición de los hormigones del grupo 11 (Bn 350 - Bn 550)
Hormigón ligero El hormigón con peso especifico aparente inferior a 2000 kg/m 3 se designa con la denominación de hormigón ligero. Posee mayor poder de aislamiento térmico Que el hormigón ordinario o pesado y es apropiado. por consiguiente, para la construcción de viviendas , tanto en forma de ladrillos y bloques como de hormigón en masa . Por su poder islante y su reducido peso, se emplea también para la fabricación de piezas constructivas de otras clases, como por ejemplo piezas huecas para el
forjado de pisos, placas, etc.
Dosis de cemento La dosis de cemento exigida hay que determinarla mediante un ensayo. Sin embargo. teniendo en cuanta la protección anticorrosiva de la armadura, en el caso de hormigón armado debe ser
como mínimo por m 3 de hormigón compactado, de 240 kg en el caso de cemento de la clase de resistencia 350 o mayor
280 kg en el caso de cemento de la clase de resistencia 250.
. Materiales A~lomerantes
En correspondencia con los aglomerantes empleados, hay que
distinguir entre hormigón ligero de cemento y hormigón ligero de cal. Para la preparación del hormigón ligero de cemento se emplean exclusivamente cementos normales que cumplan con las nor-
mas DIN 1164 (cemento portlans, cemento portland férrico, cemento de altos hornos y cemento puzolánico), porque los
Mezcla de áridos Los áridos del hormigón, su clasificación según el grupo granulométrico y la composición granulométrica de la mezcla
deben estar de acuerdo, en la fabricación del hormigón, con los ensayos de calidad.
aglomerantes de menor eficacia requieren una elevación de su dosis. cosa Que se traduce en un relleno de los huecos o poros y, como consecuencia, en una disminución de su poder aislante. Para preparar el hormigón ligero de cal, conviene emplear, en general, una cal bien pura , finamente pulverizada y con poca magnesia.
Para una composición granulométrica continua de la mezcla de
áridos, de O a 32 mm, los áridos deben suministrarse, almacenarse y verterse en la hormigonera por separado en tres grupos granulométricos como mroimo; los de composición discontinua ,
en dos grupos como mínimo. Uno de los grupos debe estar en la zona de O a 2 mm . Para las mezclas de áridos de O a 8 mm y de O a 16 mm basta la separación en un grupo de O a 2 mm y en un grupo mayor.
Áridos Como áridos para el hormigón ligero son adecuados: la piedra pómez natural o artificial, el ladrillo triturado, las escorias porosas de altos hornos, de lava y de hogares de calderas, cascotes de cerámica porosa , "sintoporita", etc. La capacidad de aislamiento térmico del hormigón ligero depen-
Los agregados finos no se consideran como grupo granulométri-
de de la porosidad propia y de la composición granulométrica del árido. Cuanto más pequeños y numerosos son los poros en el
co.
hormigón y cuanto mayor sea la uniformidad con Que estén
168 http://candelapro.blogspot.com.ar/
repartidos, tanto mayor será su poder aislante. Los poros muy numerosos reducen al mismo tiempo el peso especffico aparen-
te. si bien rebajan también las resistencias a la compresión. Según el profesor A. Hummel, hay que distinguir cuatro clases de porosidad :
1. Porosidad intersticial. Los poros están situados entre los granos de los áridos que, por su parte, carecen de porosidad, como por ejemplo sucede con el hormigón de grano homogéneo con áridos de piedra natural compacta (estructura abierta) .
están en una proporción de más del 3%, las substancias combustibles si su porcentaje rebasa el 20% en peso de los áridos desecados (a 105° e) y una dosis total de azufre de más del 1,5% en peso. El azufre que en forma de sulfuro cálcico contiene la pómez siderúrgica , al estar combinado con el calcio resulta innocuo.
En el hormigón gaseoso o esponjoso los áridos deben ser espE>cialmente finos. Deben pasar la criba 0 ,09 tipo DIN 4188 por lo menos en un 30% del peso total sometido a la misma. En general se utiliza arena fina, cuarzo molido u otros áridos de grano pequeño, como cenizas volantes, cenizas de pizarras oleaginosas, arena de piedra pómez molida , escorias de altos hornos, etc.
Materiales de adición Para obtener una estructura porosa lo más uniforme posible, pueden agregarse al hormigón materias capaces de producir desprendimiento de gases o de formar espum_a. Como materias ·
de adición capaces de producir desprendimiento de gases pueden citarse : el polvo de aluminio, el polvo de carburo cálcico, el agua oxigenada con cloruro de cal como acelerador y algunas
2 . Porosidad propia de los granos: Los áridos son porosos y los intersticios están rellenados con un mortero relativamente compacto (estructura compacta o cerrada).
más. Como materias para formar hormigón espumoso se utilizan solu-
ciones jabonosas, sulfo-ácidos, productos de condensación del fenolaldehído o emulsiones. La espuma que forma burbujas y poros de aire nace en la mezcla antes de verterla en los moldes o
escofrados y debe durar hasta que ha fraguado aquélla por completo. Para la formación, puesta en obra y pruebas del hormigón gaseoso y esponjoso debe seguirse la norma DIN 4164, según la cual el "hormigón poroso" se divide en :
3. Porosidad propia en los granos y porosidad intersticial: Poros en la masa de cada grano y poros entre los mismos granos.
como sucede, por ejemplo, en el hormigón de piedra pómez (estructura abierta).
a) b)
Hormigón fraguado bajo vapor a presión. Hormigón fraguado mediante elevación de temperaturas
e)
Hormigón fraguado al aire.
sin aumento de presión del vapor.
Para elementos portantes de una estructura el hormigón gaseo-
so y el esponjoso sólo se utilizan en forma de bloques de albañileria o paneles prefabricados fraguados al vapor.
Amasado Para el amasado del hormigón, las hormigoneras más apropiadas son las de eje vertical. El tiempo de amasado debe ser por lo menos de un minuto; en el 4.
Estructura uniforme de poros finos: Los poros están unifor-
memente repartidos por todo el hormigón, como por ejemplo el hormigón gaseoso, el ' Ytong ", etc.
caso del hormigón de ladrillo triturado, de dos minutos. El material amasado debe ser puesto en obra rápidamente y no debe sufrir disgregación alguna durante el transporte. La dosificación de la mezcla se rige por la calidad del aglomerante, el tipo de áridos y la calidad del hormigón que se desea obtener. La cantidad de cemento varia entre limites considerables y deben llevarse a cabo ensayos para determinarla. Si se desea obtener cierta porosidad intersticial, hay que limitar la dosis de
cemento a la cantidad estrictamente indispensable. La cantidad de agua se regula por la capacidad de absorción de los áridos empleados. Debe graduarse de tal manera que los granos del árido del hormigón recién amasado queden recubiertos por una papilla de cemento adherente que no desaparezca ni se despren-
da al poner el hormigón en obra ni pase a rellenar los poros
La porosidad intersticial requerida para lograr una buena capacidad de aislamiento térmico se consigue ya en parte suprimiendo
intersticiales. La cantidad correcta de agua debe determinarse
del árido la fracción granulométrica de O a 3 mm. Se obtiene
mediante ensayos. Los áridos absorbentes deben remojarse de
mayor porosidad cuando se emplea una sola fracción granulométrica (de 3 a 7 mm, de 7 a 15 o de 15 a 30 mm). La porosi-
manera suficiente antes de proceder a la mezcla. con lo cual no sustraerán luego al mortero de cemento el agua que éste nece-
dad es tanto mejor cuanto menos difiere el grano pequeño del
sita para su fraguado. La cantidad de cemento debe dosificarse
grano grande. Las fracciones granulométricas con pequeñas
en peso.
diferencias de tamaño en los granos, como por ejemplo entre 10 Y 15 mm, entre 15 y 20 mm o entre 20 y 25 mm son , por consi-
guiente, las más adecuadas. Los áridos para la preparación de hormigón ligero tienen que
Puesta en obra
estar exentos de impurezas nocivas. Los materiales pesados
El hormigón ligero se suele colocar en obra simplemente vertiéndolo sin apisonarlo (hormigón vertido). Se hacen con él, además, ladrillos y bloques, piezas para forjado de pisos y techos, vigas, placas, etc. Para el hormigón ligero vertido (véase página
como el hormigón, el mortero de cemento, la piedra natural, la cerámica y el vidrio perjudican el hormigón ligero cuando se hallan mezclado con los áridos en fuerte proporción (más del 25%). También son perjudiciales todas las materias desleíbles si
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Para más detalles acerca de los ladrillos y bloques de hormigón ligero, véase: " Obra de fábrica de ladrillos aglomerados" , p. 1 55. El empleo de unas u otras calidades depende de las condiciones estáticas y termotécnicas que se exijan. los hormigones ligeros
de la calidad B 20 son más aislantes del calor que los de las calidades B 50 Y B BO. Los hormigones ligeros B 50 Y B BO exigen, por consiguiente. mayores espesores de las paredes que dan al exterior.
Paredes con conductos de instalaciones En las paredes con instalaciones de conductos (cuartos de baño, cocinas, retretes), las ranuras verticales casi no perjudican a la resistencia estática, siempre y cuando no aparezcan en serie, con poca distancia entre ellas, y con grandes secciones. En cambio deberlan evitarse por principio ranuras horizontales e inclina-
das. Con especial cuidado habrá que estudiar la situación en planta de las paredes con instalaciones y su protección acústica .
Muros de sostenimiento
Las p~redes como elementos constructivos Fundándonos en nuestros conocimientos de las estructuras y construcciones y en nuestro sentido de la rentabilidad . hoy dia, para construir con el menor trabajo posible y material invertido procuramos determinar y diferenciar exactamente las funciones
de las paredes dentro de una estructura, y elegir luego el material apropiado y el tipo de construcción adecuado.
La misión de los muros de sostenimiento estriba en la contención de las masas de tierra en el caso de desmontes cuyos taludes son más inclinados que lo que corresponde al talud natural de la tierra en reposo. Tienen que soportar, por lo tanto, esfuerzos que tienden a volcarlos y a hacerlos deslizar, porque la presión de las tierras actúa principalmente como una
En edificios para la estancia permanente de personas, como por
fuerza horizontal. La presión de las t ierras depende de las dimensiones y del peso de la masa de tierra que tiende a correrse. A su vez, dichas dimensiones y peso dependen de la naturaleza del
ejemplo edificios de viviendas y de administración, hoteles, etc., se trata principalmente de los siguientes tipos de paredes:
terreno , de su clase , peso especifico y contenido de agua. Para la determinación de la presión de las tierras existe actualmente
una completa serie de teorla y métodos que tratan de tener en
Paredes exteriores
Paredes de carga Paredes de separación entre edificios y paredes de cajas de escalera
Paredes de separación entre locales Paredes con conductos de instalaciones, por ejemplo para cocinas y baños.
cuenta las circunstancias reales, difíciles muchas veces , que presentan las diversas clases de terrenos.
Generalmente se hace uso de hipótesis de simplificación y de fórmulas, que por lo regular se basan en la antigua teoría de la presión de las tierras, de Coulomb (1773). Se indica a continuación una manera generalmente aplicable de determinación de la presión de las tierras por medio del cálculo.
Paredes exteriores Deben tener las siguientes propiedades, en la mayor medida posible: Resistencia a la compresión; estabilidad y seguridad contra el pandeo Resi stencia a vibraciones y trepidaciones Seguridad contra el fuego Resistencia a la intemperie y protección contra la humedad; resistencia a los gases de escape industriales Aislamiento térmico Aislamiento acústico
Paredes de carga Soportan mayores cargas que las paredes exteriores, deben tener buen aislamiento acústico y gran acumulación térmica , mientras que el aislamiento térmico tiene en ellas menos impor-
tancia. También deben tener propiedades a prueba de fuego.
Paredes de cajas de escalera y de separación entre viviendas
En la norma DIN 1055, hoja núm. 1, se encuentran los oportunos datos acerca del peso para el cálculo de los diferentes tipos de terrenos y materiales de relleno, usados a modo de terraplén, asf como acerca de los ángulos correspondientes de razona miento interno. Contiene, además, dicha norma las siguientes
aislamiento térmico (las cajas de escalera no suelen tener calefacc ión y es posible una vivienda .vecina sin calefacción) y segu-
reglas para el cálculo : 1. Se tomará siempre como base, para el ángulo de pendiente de la superficie de las diferentes clases de terreno o de los materiales empleados en el terraplenado, respecto de la horizontal. el ángulo que resulte, en la realidad, más desfavorable de todos. 2. En ángulo de rozamiento entre el relleno o terraplenado pos-
ridad contra el fuego.
terior y el muro de sostenimiento debe fijarse de acuerdo con el
Cuando no están solicitadas como paredes de carga, sobre todo deben ofrecer un buen aislamiento acústico (48 dB), suficiente
grado de humedad de dicho material de relleno posterior y la rugosidad de la pared de sostenimiento. En los casos más desfa-
Paredes de separación entre locales
vorables, como por ejemplo en el caso de un terraplenado poste-
rior fuertemente empapado de agua y de una pared de sosteniNormalmente
sólo
en
estructuras
con
paredes
de carga
longitudinales tienen una función estática, que es la de rigidiza -
miento muy lisa, se tomará en los cálculos un ángulo de rozamiento igual a OO. En casos muy favorables puede tomarse como
Pero deberian proporcionar una suficiente protección acústica
máximo los "h del ángulo de rozamiento interno que dan las normas. (Es el caso, por ejemplo, en que el relleno o terraplén posterior esté protegido de modo permanente contra la impreg-
(aprox. 30 dB) en el caso en que los locales adyacentes estén
nación de agua , o en que la superficie posterior del muro sea
destinados a oficinas, cuartos de baño, etc.
muy áspera y rugosa .)
ción de las paredes exteriores y las de carga . En los otros casos
pueden emplearse todo tipo de tabiques ligeros.
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3. En elementos constructivos estrechos, expuestos a la presión de las tierras, como p. ej. los pilares (o pies derechos) situados en taludes, no es suficiente, para determinar la presión de las tierras, hacer intervenir en los cálculos la anchura sencilla de los pilares. En general, se cuenta con el triple de la anchura de los pilares. La contrapresión de las masas de tierra situadas delante de los correspondientes elementos de obra no debe ser tenida en cuenta. 4. En la contrucción total y para diversas partes de la misma hay que comprobar el grado de seguridad contra el vuelco y contra el deslizamiento. Las cargas accidentales, fijas o móviles, que actúen favorablemente , no deben tenerse en cuenta . La resistencia de las tierras (presión pasiva de las mismas) tampoco debe ser tenida en cuenta cuando las partes de la obra en cuestión estén calculadas partiendo de la hipótesis de que no se producen desplazamientos horizontales, o cuando haya que contar con la posibilidad de que las tierras sean separadas de modo permanente o temporal.
MUROS DE SOSTENIMIENTO DE HORMIGÓN ARMADO Poco consumo de material
I';iIH'Ia".
de pared
Placa de ba.se, en general continua. La placa de pared va empotrada en la de base
Placa.s de pared con sección en L refonadas por e l lado de las tierras con contrafuertes o nervadura.s triangulares
MUROS DE GRAVEDAD
"ncho de coronación para obra de ladrillo: doble asta para piedra natural: de 0,50 a 0,60 m para horm igón, de 0.30 a 0.-40 m
L
0 ,60
Sección normal según Peternn
MURO DE SOSTENIMIENTO CON ARCOS DE DESCARGA Buena utilización de los materiales. pero mucho trabajo de encofrados
Relleno posterior con piedras y materias no aglomerantes
Placas de pared con sección en forma de 1. reforzadas por el lado de las tierras con contrafuertes
la seguridad contra el vuelco y contra el desplazamiento tiene que ser por lo menos de 1,5 veces. Las paredes de sostenimiento pueden construirse como simples muros de gravedad o como paredes con refuerzos. Los muros de gravedad actúan precisamente por su peso propio para contrarrestar el efecto de la presión que sobre ellos ejercen las tierras. Para tratar de oponer a la presión de las· tierras, de la manera más favorable posible, las dimensiones de los muros de gravedad, se han proyectado numerosos tipos de secciones apropiadas. La más sencilla, que puede aplicarse en casi todos los casos, es la recomendada por Petersen. Con formos más complicadas, se suele compensar la economía en la masa de los materiales con un mayor gasto de mano de obra. Cuando los muros de gravedad resultan antieconómicos, se pueden emplear paredes de sostenimiento reforzadas, hechas de albañilería o de hormigón armado o sin armar. Un punto de gran importancia para la estabilidad de los muros de sostenimiento es el desagüe y drenaje de su cara posterior.
En los muros de gran altura y muy cargados nervaduras horizontales de arrios'ramiento y ancha placa de coronación
La acumulación de agua detrás de un muro de sostenimiento aumenta la presión de las tierras y el peligro de deslizamiento y da origen a desperfectos por congelación. Las medidas a tomar dependen de la naturaleza del terreno circundante. En terrenos consistentes (por ejemplo arcilla, barro, marga, etc.) se forman , en sentido perpendicular a la ¡jirección por donde penetra el frío , lentes y fajas de hielo que ocasionan un levantamiento y un desplazamiento del terreno. En suelos poco coherentes como los de arena , de gravilla, grava y cantos rodados, los granos sueltos se rodean y recubren de cristales de hielo, con lo cual no se levanta el terreno, aunque esté empapado de agua . En consecuencia , los muros de sostenimiento se rellenan por detrás con escollera de piedra y materiales no aglomerantes, estableciendo en la parte baja el correspondiente drenaje por medio de tubos perpendiculares a la pared o conductos de obra de fábrica en sentido transversal a ella. Las paredes de sostenimiento muy largas deben dividirse por medio de juntas de dilatación a unos 15 m de distancia unas de otras.
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Los muros de sostenimiento pueden influir en gran manera en el aspecto del paisaje. Lo mejor es hacerlos a base de piedra natural , recogida en yacimientos o canteras locales. Si se construyen en forma de muros en seco, con ~I curso del tiempo crecen en ellos plantas de las que abundan en los alrededores y que arraigan en la tierra que rellena las juntas. Los muros de sostenimiento hechos de hormigón sencillo o armado pueden ser revestidos con piedra natural. Sin embargo, ta les revestimientos sólo son de duración si los hacen operarios expertos y hábiles (véase DIN 1053 núm. 6.2 y "Obra de fábrica de piedra natural", página 126). Las obras de refu erzo de hormigón visto, armado o sin armar, plantean severas exigencias en su forma de sostenimiento a base de áridos de tamaño granulométrico hasta 100 mm (cantos rodados) y de colores vivos, que, una vez fraguado y endurecido el aglomerante, se ponen de manifiesto labrando con el pico los paramentos, con lo cual su estructura y colorido pueden formar una bella decoración. También la combinación de las dimensiones de los muros de sostenimiento desempeña un importante papel. Los muros de sostenimiento de poca altura siempre dan mejor reslJltado que los muy altos. Cuando hay que sostener una masa de tierras de gran altura, siempre que se pueda vale más recurrir a varios muros pequeños, escalonados, que a uno solo muy alto.
reforzadas con contrafuertes de ladrillo u hormigón armado o sin armar. Mediante la solera o piso de los sótanos debe impedirseles el corrimiento o deslizamiento. para. lo cual hay que dimensionar debidamente dicha solera. En la mayor parte de los casos, las paredes exteriores de 105Sótanos quedan reforzadas y consolidadas por la misma estructura de la construcción . Si la pared exterior de sótanos se apoya lateralmente por arriba en el techo y por abajo en el pavimento o solera. actúa a la manera de una placa apoyada sobre otras dos. Para sótanos de gran altura suelen armarse las paredes exteriores con el fin de poder reducir su espesor. La armadura principal se coloca en la cara interna de las paredes y se dispone verticalmente. Si el piso que sirve de techo a los sótanos tiene algunas aberturas destinadas a dar paso a la luz. como ocurre en algunos locales comerciales, se impone la aplicación de un marco horizontal en la parte superior.
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Paredes de sótanos
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Para la conservación de géneros agrícolas y para poder alojar bajo el nivel del suelo los locales y dependencias auxiliares o de servicios como cocinas, fregaderos , instalaciones de calefacción, lavaderos, etc., normalmente se construyen, en lo;:, edificios destinados a viviendas , locales de sótanos. También suelen ser convenientes o necesarios tales locales en edificios de otras clases.
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Generslidsdes Las paredes de los sótanos implican requisitos diferentes y en parte más severos que las paredes ordinarias de los edificios. Las paredes exteriores de los sótanos forman el perimetro del edificio que separa a éste del terreno circundante y se apoyan contra él. Deben, pues, poder contrarrestar la presión de las tierras y también la del hielo en los meses invernales. Según la estructuración del edificio soportan grandes cargas verticales y las transmiten a la masa de los cimientos. Las paredes de los sótanos pueden, por lo tanto, sufrir empujes que tiendan a volcarlas o a hacerlas resbalar y son solicitadas por comprensión y por flexión. Están sometidas a una constante acción de la humedad del terreno, y, en muchos casos, incluso a la del agua subterránea . Con frecuencia , el subsuelo contiene también sustancias quimicas que atacan a los materiales con que está construida la pared. La humedad del terreno y el agua infiltrada humedecen el zócalo y en invierno si se hielan pueden ir destruyendo progresivamente esa parte de la pared de los sótanos. Tanto en la faja cercana al suelo como en las partes próximas al techo (en la zona sujeta a las salpicaduras procedentes del terreno exterior) , es necesario colocar unas capas de barrera horizontales. Para las paredes interiores de los sótanos (también para las de chimenea) basta una sola capa sobre el piso de los
sótanos. Para impermeabilizarlas contra la penetración de la humedad lateral se dan a las paredes de recinto de los sótanos unas capas de pintura impermeable de protección. Los detalles acerca de las medidas de impermeabilización contra la humedad ascendente y la que penetra lateralmente. se describen más minuciosamente en el capitulo " Protección contra la humedad". Al cumplimentar su misión estática , las paredes exteriores de los sótanos actúan como muros de contención y como paredes de carga . En la primera forma , donde se ve más claramente es en los edificios de entramado con pisos en voladizo. En este caso, 'las par~des de sótanos soportan el empuje de las tierras exactamente como muros de sostenimiento aislados, y no deben, por consiguiente, ni volcarse ni deslizarse. Pueden construirse como paredes de hormigón o de obra de fábrica resistentes por su solo peso (muros de gravedad). dándoles una sección transversal adecuada, o como paredes de sostenimiento
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Si la pared de sótanos está muy debilitada por aberturas, existe el peligro d~ que en los macizos o machones entre ventanas se produzcan grietas por efecto de la presión de las tierras, y aun el de que se derrumbe toda la pared. Para evitar esos daños puede organizarse la parte de la pared existente debajo de las aberturas como una pared independiente de sostenimiento. Si no se quiere renunciar a apoyar las paredes en el techo de los sótanos. es preciso reforzarlas verticalmente, sea adosándoles pilares de fábrica, sea mediante pilares armados.
Ejecuci6n de la construcci6n
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....
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Paredes de sótanos de obra de fábrica Si las paredes exteriores de los sótanos deben hacerse de obra de fábrica , hasta llegar a 50 cm por encima del nivel del terreno, deberá utilizarse en ellas el ladrille;> macizo o el hueco con resistencias no menores de 100 kg/cm 2 (ladrillos cerámicos, ladrillos de cal y arena , ladrillos de escorias, ladrillos o bloques de hormigón pesado, mampuestos de piedra natural inalterable por los agentes atmosféricos!. o también ladrillos o bloques de hormigón ligero según las normas DIN 1 B 151 Y DIN 1B 152, con resistencias a la compresión no inferiores a 50 kg/cm 2 . El material más adecuado es la piedra natural que no sea heladiza . Las paredes exteriores de sótanos hechas de albañileria requieren como protección contra la humedad un enlucido exterior impermeable con una pintura hidrófuga. Los aglomerantes empleados en la obra de fábrica con que se construyen las paredes exteriores de jos sótanos tienen que ser hidráulicos. Lo mismo que para las cimentaciones de albañilerfa convienen. únicamente los morteros de los grupos lIa, y 111 , como p, ej. el mortero de tal hidráulica , el de cal y cemento o el mortero de cemento. En el capítulo " Paredes de obra de fábrica " se dan más detalles acerca de la ejecución de los diferentes tipos de obra de fábrica. En las paredes de los sótanos puede prescindirse del exámen de los efectos del empuje de tierras cuando: a) la altura libre del sótano es '; 2,60 m b) el techo del sótano actúa como losa, c) las paredes están rigidizadas de acuerdo con el artículo 3 .3 de la DIN 1063 (páfl. 293/ 5!. d) los gruesos y las distancias de las paredes que actúan como contrafuertes cumplen con la tabla 3 . e) en la zona de repercusión del empuje de tierras sobre la pared del sótano las sobrecargas no exceden de 500 kg/m 2 (5 kg/m 2 ) y la superficie del terreno no tiene pendiente hacia arriba, f) los gruesos mínimos de las paredes en relación con la altura del terreno sobre el pavimento del sótano cumplen con lo expuesto en la tabla 1 de la DIN 1053 .
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--;
Las paredes exteriores de los sótanos de construcciones macizas con paredes portantes longitudinales soportan tanto las cargas de las paredes como las de los pjsos, techos y cubiertas. Si bien esas cargas verticales aumentan el grado de seguridad de las paredes exteriores de los sótanos, también resulta en este caso indispensable un refuerzo transversal suficiente para prevenir el pandeo. A este fin se prolongan, en cuanto sea posible, muchos tabiques y paredes divisorias hasta los sótanos, donde se les da un espesor de 1 asta . Si este tipo de construcción corresponde a las condiciones fijadas por la DIN 4106, los espesores de pared necesarios en cada caso pueden tomarse directamente de las tablas contenidas en dicha norma . para los diferentes materiales empleados.
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Presión
f--- del terr
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Tabla 1. DIN 1053. GRUESOS MfNIMOS DE LAS PAREDES
DE LOS SÓTANOS
En edificios de entramado en que los pies derechos o pilares se encuentren en la fachada, éstos tienen que soportar también la presión de las tierras, que es transmitida por las paredes exteriores. Para grandes distancias entre pies derechos, puede ser necesaria una armadura en dichas paredes. En determinadas circunstancias resulta más económico establecer nervaduras verticales de refuerzo. Análogas son las circunstancias en las constru cciones macizas con paredes de carga transversales. Según lo que requie ra el trazado de la planta , los planos de las paredes transversale s, en la mayoría de los cásos, están situados a menores distancias que los pies derechos o montantes de las construcciones de entramado, por lo que constituyen un mejor refuerzo para las paredes exteriores de los sótanos. Además, las cargas verti cales de las paredes ligeras del perímetro de los pisos superiores aumentan la seguridad de las paredes exteriores de los sótanos contra el derrumbamiento o vuelco.
1 Grueso de la pared del sótano d
1
2
3
Al tura h del terreno sob re el pavimento del sótano para una carga vertical sobre la pared (carga permanente) de
cm
~5Mplmn150 KN/m)
<5M plm"j50
36,5
2,50
2 ,00
2
30
1,75
1.40
3
24
1,35
1,00
KN/ m)
Paredes de sótanos de hormigón Las paredes de sótanos, de hormigón apisonado, se hacen generalmente con hormigones de las calidades Bn 100 Y Bn 150. Según la DI N 1047, esas calidades de hormigón únicamente son apropiadas para aquellas paredes de sótanos que cuando
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están húmedas no se hallan expuestas al peligro de las heladas (compacidad suficiente); de lo contrario, hay Que emplear hormigón de los tipos Bn 150 o Bn 250. El hormigón empleado en las paredes de los sótanos se amasa
VENTANAS DE SÓTANOS.TRAGAlUCES Revoque de cal y
con consistencia de tierra húmeda ; los encofrados suelen ser de
dos caras y el hormigonado se hace por capas de 30 cm, como
Hormigón
máximo. que se apisonan bien. En' terrenos muy coherentes que pueden ser cortados según paramentos verticales. sin desmoronarse, es posible operar con encofrados de una cara. Sin embargo, el hormigonado en contacto directo con el terreno exige una impermeabilización vertical de la pared por medio de pintados o enlucidos hidrófugos y requiere, por consiguiente. el empleo de
D HO,m;gón
un hormigón compacto e impermeable (elevada dosificación de cemento, adición de impermeabilizantes) .
de lachada '
Pinturci de
Paredes de sótanos de hormigón armado El empleo del hormigón armado para paredes de sótanos depende principalmente de las exigencias estáticas. En primer lugar estas paredes deben transmitir las cargas verticales a los cimientos. En este caso las paredes pueden estar solicitadas a TRAGALUZ DE PIEZAS PREFABRICADAS DE HORMIGÓN ARMADO
pandeo. Además, las paredes exteriores de sótanos están sometidas a flexión debido a la presión de la tierra, lo Que en el dimensionado aún es más importante que las cargas verticales.
PARED DE SÓTANO DE HORMIGÓN APISONADO Compresión : 20 kg /cm l , B 80: 30 kg fcml , 8 120
Hormigón de lacha,'aK:J~
costados caja
salpicaduras de agua
Pintado ;' ,n.'''.'.able -
Tomada de la revista « Bauwelh> núm . 11 /1956
Encofrado de dos caras (.squema)
Encofrado de una cara (esquema)
La clase de resistencia del hormigón Que se debe emplear no depende sólo de las solicitaciones estáticas. Especialmente en las paredes exteriores de sótanos habrá Que tener en cuenta las influencias químicas y ffsicas. Las aguas agresivas de la tierra
atacan al hormigón y a la armadura , por lo cual la DIN 1045 exige para este caso un mayor recubrim iento mfnimo de ésta.
Ventanas para sótanos y cajas para tragaluces El tamaño de las ventanas para sótanos viene determinado por
la finalidad a Que estén destinados los locales de los sótanos en cuestión. La altura mrnima de una ventana de madera para sótanos es de unos 30 cm; la de una ventana de acero, de unos
174
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de protec.ción
20 cm. Como derra mes lateral y superior bastan unos 5 cm. En los sótanos o bodegas para productos agrícolas es conveniente que las ventanas sean pequeñas, con el fin de que los productos naturales alH almacenados no se hallen expuestos a variaciones de temperatura demasiado grandes. Por las mismas razones hay que evitar también que pasen por tales locales tubos de ca lefacción. Si el zócalo es suficientemente alto, la ventana del sótano queda por encima del nivel del suelo y contribuye al aspecto exterior del edificio. Ofrecen un satisfactorio aspecto aquellas ventanas de sÓtanos sobre las cuales queda todavía visible un dintel suficientemente alto, o también aquellas que están enlazadas y combinadas con el borde superior del zócalo. Las de la segunda clase ofrecen ventajas. sobre todo, en el caso de techos de hormigón armado. pues el dintel de la ventana se coloca precisamente en los mismos techos, si bien entonces no conviene que éstos se prolonguen hacia el exterior (aislamiento térmico). Un arco revestido de ladrillo por la parte exterior puede también utilizarse a modo de dintel de la ventana . En los hechos de vigas de hierro puede también darse el caso de que los cantos inferiores de vigas y dintel queden suficiente mente altos para poder alojar la ventana del sótano en el interior de un intervalo entre dos vigas. Es, sin embargo, ventajoso que el borde inferior del dintel de la ventana se halle suficientemente por debajo del techo de los sótanos para que detrás de dicho dintel quede sitio donde poder hacer pasar tuberias horizontales (tuberias de rec into) . Si el zócalo es demasiado bajo, se disponen las ventanas bajo el nivel del terreno y delante de cada una se construye una arca o caja como tragaluz. las ventanas situadas parcialmente bajo el nivel del suelo no dan buen resultado. El arca o caja para tragaluz tiene que ir sólidamente fija a la pared de los sótanos, de manera que no sea arrancada si la obra hace asiento. Las cajas para tragaluces hechas de albañilería han de descansar sobre ménsulas empotradas en la pared ; las de hormigón van suspendidas de hierros redondos que se dejan salientes al hormigonar la pared para enlazarlos luego con la armadura de los costados de la caja. El voladizo o saliente de la caja se suele hacer aproximadamente de la misma dimensión que la altura de la ventana o tragaluz. Las cajas para tragaluces deben impermeabilizarse de la misma manera que las par.Jdes exteriores de los sótanos. Deben tener un desagüe hacia un pozo absorbente situado más abajo para que tenga salida el agua que puedan recoger, procedente deias paredes exteriores de los sótanos. Para evitar que puedan meter inadvertidamente en ellos los pies las personas que por allí pasan , las cajas para tragaluces tienen que ir cubiertas con rejas de hierro que no sean fáciles de levantar. En las cajas para tragaluces corresponQientes a carboneras se coloca empotrada en el hormigón una barra de hierro redondo, que sirve para colgar de ella una tolva. Las ventanas grandes sólo son necesarias en los locales de sótanos en que se necesite mayor cantidad de luz y ventilación, como p. ej. en cocinas y fregaderos , centrales de calefacción, almacenes, etc. En tal caso, las cajas correspondientes deben tener paredes más resistentes, de acuerdo con sus mayores dimensiones. Cuando en los sótanos conviene alojar locales que necesiten mucha luz. como p. ej. talleres en edificios escolares, se disponen zanjas de iluminación con taludes inclinados. Por convenientes que sean para la aportación de luz, esas disposiciones siempre son en detrimento del buen aspecto exterior del edificio, al que dan una linea mal definida de su verdadera situación en altur¡;, sobre el terreno circundante.
los costes para la calefacción y para el mantenimiento del edificio. En contraposición a una inversión en costes de construcción hecha una sola vez. se trata en este caso de gastos continuos de servicio que se presentan durante toda la existencia de una construcción. Por lo tanto, en un análisis de costes, una rentabilidad a largo plazo justifica mayores inversiones para la construcción de las paredes exteriores. Tod,iis las exigencias a que están sometidas las paredes exteriores las cumplían la mamposteria tradicional y la construcción en madera maciza con sus secciones homogéneas de los espesores adecuados. Hoy día, la pared exterior, en su mayoría, es una construcción parecida a la de las cubiertas formada por varias capas en hojas de diferentes materiales, que tieflen las cualidades óptimas para cumplir las distintas funciones a que están destinadas -soportar, aislar, impermeabilizar-. y que se disponen exactamente dimensionadas en un orden determinado. Los distintos tipos de paredes exteriores y las funciones de las diferentes capas pueden clasificarse según su composición en tres tipos fundamentales : Paredes de una sola hoja Paredes de varias hojas sin cámara de aire Paredes de varias hojas con cámara de aire DESCOMPOSICIÓN OE LAS FUNCIONES DE UNA PARED EXTERIOR EN SOPORTAR - A ISlAR - IMPERMEABILIZAR
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De varias hojas
De una hoja
De varias hOjas con cámara de aire
SISTEMAS DE PAREDES EXTERIORES
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Pared es exteri ores
Obra de fábrica vista
En la elección del tipo de pared que se adoptará para las paredes exteriores. se mezclan más que en la de otros elementos constru ctivos las consideraciones constructivas y las económicas. En este caso no se trata sólo de más reducidos costes de material y mano de obra . de tamaño, peso y número de los elementos que las componen, de la organización del trabajo, de la ejecución y montaje en fábrica o en la obra, sino principalmente también de
La obra de fábrica de ladrillo vista se nos ha conservado desde los tiempos de los romanos y desde de la Alta Edad Med ia. Pero en aquellos tiempos los costes de material. transporte y mano de obra aún no determinaban el tipo de pared, sino que éste se fijaba únicamente por la experiencia de los artesanos transmitida por tradición, que permitra obtener una protección duradera contra los agentes atmosféricos y suficiente suguridad estática.
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El espesor de las paredes y el material , es decir, tanto el ladrillo macizo, que no estaba sinterizado debido a que el fuego de car-
Mortero de cal y cemento del grupo 11 (DIN 1053) 1 parte en volumen de cemento portland
bón vegetal no permitfa obtener altas temperaturas, como los morteros hidráulicos Que se empleaban, daban lugar a unos muros que. teniendo cierta capacidad de absorción y aislamien-
2 partes en volumen de cal en polvo 8 partes en volumen de arena
to. incluso con una sola hoja, eran impermeables a 105 aguaceros
Mortero de cal puzolánica
y ofrecfa una buena protección contra la humedad , el frfo y el calor. Antiguamente un espesor total de pared mayor de 40 cm era muy normal.
1 parte en volumen de cal puzolánica eminentemente hidráulica
(de fábrica) 3 ,5 partes en volumen de arena de O - 3 mm
Fue la fábrica de ladrillo vista, aparejada en una hoja (incluso en zonas climáticas favorables) o que desacreditó el revestimiento de ladrillos vitrificados. Ejecutada en una hoja y con 24 o 30 cm de espesor, y finalmente hecha con ladrillos perforados con forzosamente poca superficie de adhesión del mortero, esta
0 ,5 partes en volumen de cemento portland
fábrica de ladrillos sin revoque tiene muy poca masa que ofrecer:
7 partes en volumen de arena de O - 3 mm
a parte de suficiente protección térmica y contra la humedad, también el suficiente equilibrio térmico y de humedad entre el interior y el exterior. La poca capacidad de acumulación de los ladrillos muy perforados, su forzosamente poca superficie de adhesión de mortero, la
demasiado pobres, pero también los morteros demasiado grasos, no pueden emplearse para la obra de fábrica expuesta a las lluvias oblicuas.
compacta estructura del material, sinterizado en alto grado, son inconvenientes que se presentan en la moderna tecnología de los materiales a consecuencia de los esfuerzos para conseguir menor necesidad de materias primas, un secado más rápido , un
Mortero de cemento y puzolana
1 parte en volumen de cal en polvo 1 parte en volumen de pofvo puzolánico
Los morteros de cemento del grupo 111 , demasiado rígidos,
Sólo\una dosificación exacta de los componentes, del mortero y una m ~ la a máquina garantizan la composición y la homogeneidad ne'cesárÍas.
Según el clima y la capacidad absorbente de los ladrillos habrá
procedimiento de cochura más rápido y menos empleo de mano de obra .
menos plástico. Deberá evitarse Que durante el proceso de fra-
Las paredes exteriores deben ejecutarse, en el caso de no revo-
guado se produzcan grietas de contracción por haber sustraído
carlas, sólo con ladrillos de fachada resistentes a las heladas. La
demasiado antes de tiempo la hu medad necesaria para la pasta de mortero y la adherencia. En cambio, los ladrillos vitrificados
industria los fabrica y suministra en forma de ladrillos corrientes
o de ladrillos de cal y arena . Todos los demás ladrillos macizos, huecos y bloques de hormigón ligero no son resistentes a las heladas según la interpreta-
que humedecerlos previamente y emplear un mortero más o
requieren un mortero más rigido , ya que en caso contrario estos
ladrillos comenzarían a " flotar". Para Que la5paredes exteriores de fábrica de ladrillos sean dura-
ción de los Ensayos Oficiales de Heladicidad y requieren una protección adicional contra la humedad de acuerdo con la clase y cantidad de las precipitaciones de la comarca en Que se hallan , y Que puede ser, por ejemplo, un enlucido exterior hidrófugo o
toda la altura y profundidad de la obra, un recubrimiento completo de las perforaciones y sobre todo completa adhesión del
un revestimiento de tablas, placas, pizarras, planchas de piedra natural o artificial o de materiales equivalentes, como son, por
mortero. Esto se refiere principalmente a las juntas exteriores. El mortero
ejemplo, las placas de fibrocemento.
Que sobresafe de las juntas debería Quitarse sólo hasta dejarlo al
deras y resistentes a la intemperie son precisas estas condiciones: una ejecución concienzuda dejando las juntas llenas en
Los medios Qufmicos de protección, es decir, la impregnación de
ras del paramento mediante una viruta de madera o un trapo
las superficies con sustancias hidrófugas -en ningún caso
humedecido. El empleo de una llana no es aconsejable por pro-
deben impedir la difusión del vapor- no son suficientemente
vocar en la superficie planchada de mortero unas 1:oncentraciones de los materiales aglomerantes, que tienen la tendencia de producir grietas capilares. Por esto tampoco Gonviene raspar las juntas y llenarlas posteriormente, porque ya no se puede rehacer
seguros para la obra de fábrica vista; acaso una medida adicio-
nal (también para saneamiento). Que habrá Que renovar continuamente. Más ventajosos son los aditivos de mortero, los cuales retienen el agua que presiona para penetrar en los poros (de lluvia inci-
la original adhesión entre mortero y ladrillo.
dente). pero Que sin embargo no perjudican la "respiración" de la pared. Los aditivos hidrófugos no deben emplearse para los mismos materiales Que' constituyen el mortero o el