El poliestireno expandido, al que se denomina de forma
abreviada "EPS", acrónimo del inglés "expanded polystyrene"
es un material bastante conocido por los agentes de la edificación, debido a
las diferentes funciones que realiza, especialmente en el campo termohigrométrico
como material de aislamiento térmico. También es un material muy utilizado para
el embalaje de aparatos electrónicos y productos de alimentación (frutas y
verduras), debido a su reducido peso y a su capacidad de amortiguación de los
golpes. Sin embargo no es tan conocida la aplicación del poliestireno expandido
"EPS", como pieza de entrevigado, en el campo del aligeramiento de
los forjados de las estructuras de la edificación, debido a la fuerte
implantación que tienen en nuestro país los bovedillas cerámicas y los bloques
de aligeramiento de hormigón.
El poliestireno expandido utilizado como pieza de
entrevigado en forjados unidireccionales o bloque perdido en techos
bidireccionales (reticulares), contribuye a modelar la sección resistente de un
techo, pero de una forma más ligera que lo hacen los bovedillas cerámicas y los casetones de hormigón y eso tiene sus ventajas como se puede ver
en este artículo en el que se describe de forma resumida los aspectos a tener
en cuenta, así como sus inconvenientes y por lo tanto tratando con un espíritu
crítico la utilización del poliestireno expandido (EPS), como pieza de
aligeramiento de forjados unidireccionales y bidireccionales de hormigón armado
utilizados en el sector de la edificación
En general llamamos aligeramiento cuando hacemos alguna cosa más liviana o menos
pesada, quitándole peso o carga y que en el caso concreto de las estructuras se
basa en reducir su peso propio. El peso propio de un edificio representa
aproximadamente el 50% de su carga total y que en las estructuras más pesadas
el peso propio supera ampliamente el 50% de la carga total.
Pueden ser varias las partes de
una estructura que puede ser aligerada, sin embargo, y obviando la cimentación,
el lugar de las estructuras porticadas utilizadas en la edificación, donde es
más necesario el aligeramiento, es en su parte horizontal, que es la zona de la
estructura que tiene la misión de cubrir los espacios y que en el caso de la
edificación son los techos y las cubiertas.
A lo largo de la historia el hombre ha necesitado siempre aligerar las edificaciones. Los primeros homínidos ya empleaban como viviendas,
refugios ligneos, cubiertos con pieles, que desmontaban y trasladaban de un
lugar a otro. Desde estas primeras edificaciones hasta nuestros días, el hombre
ha necesitado siempre construcciones livianas. En las partes más septentrionales
del planeta el hombre ha utilizado la madera como material constructivo para
sus edificios mientras que en el resto el hombre ha usado una construcción más
masiva en la que se utilizaba la piedra, la cerámica y la tapia .
Tanto en una como en otra tradición constructiva el hombre ha buscado
y necesitado siempre aligerar los elementos constructivos y la estructura que
los forma. Esto ha venido dado por las necesidades del hombre de construir
edificios donde era necesario cubrir luces cada vez más importantes y levantar
edificios más y más altos. Este hecho ha llevado siempre al hombre a buscar
soluciones constructivas ingeniosas y materiales constructivos livianos que le
permitieran levantar edificios más y más imponentes. Claros ejemplos de este hecho
son las catedrales góticas o las bóvedas aligeradas de las cuales encontramos
el brillante ejemplo que representa el Panteón de Roma que hizo construir Marco
Agripa en el 27 aC cubierto con una bóveda de 43,30 m. de diámetro interior,
aligerada con hornacinas interiores y formada con una argamasa de piedra pómez
y escoria volcánica.
Las estructuras se aligeran básicamente por tres motivos;.
- Por un motivo técnico basado en la necesidad de poder cubrir una misma superficie utilizando una menor cantidad de masa. Este hecho aporta más libertad de diseño en la ubicación de pilares, un menor de grado de esfuerzos en los elementos estructurales más solicitados y una menor deformación de los techos.
- Por un motivo económico como consecuencia de que cuando se aligeran las estructuras se reduce el consumo de los materiales con un coste económico mayor como es el acero, manteniendo las condiciones funcionales, estéticas y de seguridad necesarias. Este factor es importante cuanto mayor es la superficie y las luces que se han de cubrir, siendo poco relevante en estructuras muy pequeñas.
- Por un motivo medioambiental debido a que al aligerar las estructuras se consigue reducir la producción de CO2 necesarios para formar los materiales que más se utilizan en la construcción de estructuras como es el acero.
Las formas de aliviar los techos utilizados en la edificación son
básicamente tres:
- Reducir las densidades de los materiales que forman parte de los elementos constructivos del edificio.
- Aprovechar las características tensionales de los materiales compuestos (hormigón pretensado o postensado).
- Optimizar el diseño arquitectónico.
En este artículo nos centraremos en la primera de las posibilidades y
concretamente en la reducción de la densidad del peso propio de los forjados de
la estructura más utilizados en el sector de la edificación.
Los materiales que forman las estructuras de
hormigón armado de un edificio son:
- El hormigón.
- El acero.
- Las piezas de entrevigado y los bloques de alivio.
Para reducir la densidad de los materiales
que forman una estructura se puede actuar básicamente en el hormigón y en las
piezas de entrevigado, ya que el acero está en función de la elección de estos
dos materiales.
Aunque la utilización del hormigón ligero es
el factor determinante para aligerar una estructura, este artículo está
dedicado a la reducción de la densidad de las piezas de entrevigado sin función
resistente y que se utilizan como encofrado perdido de la sección resistente.
Para realizar esta tarea se utilizan piezas
de entrevigado o bloques de aligeramiento perdido realizados con materiales que
no sean susceptibles de producir daños al hormigón ni a las armaduras. El tipo
de piezas más comunes son las bovedillas y los casetones de hormigón, de
cerámica y de poliestireno expandido (EPS)
Tipo de piezas de entrevigado
sin función resistente y casetones.
El peso
de las piezas de aligeramiento depende básicamente de su densidad.
La
pieza más pesada es la pieza de hormigón con una densidad aproximada de 2.200
kg/m3. La pieza cerámica, supone una aligeramiento respecto a la de hormigón, la cual
tiene una densidad aproximada de 1.600 kg/m3. La pieza más ligera es la de
poliestireno expandido (EPS), con una densidad aproximada de entre 10 y 15
kg/m3 por bovedillas procedente del corte de bloques (macizas o mecanizadas) y
en el entorno de los 20 kg/m3 para a las moldeadas o alveolares.
En la
siguiente tabla se puede comprobar el peso propio de las piezas de entrevigado
más habituales en la construcción.
Tabla del peso de las piezas de aligeramiento más habituales para forjados unidireccionales
Tabla del peso de las piezas de aligeramiento más habituales para forjados reticulares
y unidireccionales "in-situ"
y unidireccionales "in-situ"
El peso
propio es la carga debida al peso del elemento resistente. Su determinación, en
el proceso de cálculo, se estima inicialmente en la fase de diseño, pudiendo
por ello utilizarse tablas y/o fórmulas empíricas, o datos de estructuras
construidas de características similares. Para determinar el peso propio de los
forjados unidireccionales realizados con elementos prefabricados o
semiprefabricados se debe consultar las fichas técnicas de las autorizaciones
de uso del fabricante del techo que se quiere utilizar. En ellas se establece
entre otros muchos datos de interés, los materiales que forman el forjado y el
peso propio de éste en función de los interejes del techo.
En los
demás casos se puede estimar el peso propio en la tabla C.5 del Documento
Básico DB SE-AE Acciones en la Edificación del Código Técnico de la
Edificación,-CTE-y como soporte de cálculo se pueden utilizar las tablas de
estimación del peso propio publicada el año 2003 por la asociación ANAPE y que
forma parte del manual consultable en el enlace:
Según
el tipo de fabricación utilizado, las bovedillas o bloques perdidos de EPS,
pueden ser; mecanizados o moldeados. La característica principal de las bovedillas
mecanizados es que se trata de una molde macizo con longitud variable. Por su
parte las bovedillas moldeadas son piezas que disponen de alvéolos con formas y
dimensiones similares a la que pueda disponer una bovedilla cerámica o de
hormigón.
Aprovechando
la propiedad del buen comportamiento térmico del poliestireno expandido los
fabricantes de EPS han diseñado piezas de aligeramiento con rotura de puente
térmico, principalmente para el uso en techos que limitan con el exterior;
- Techos de cubierta.
- Techos sanitarios.
- Porches.
- Techos en separación con locales no calefactados (trasteros buhardilla).
- Techos en instalaciones frigoríficas.
Tipos de bovedillas de EPS
En el caso de los techos bidireccionales, la
utilización de piezas con rotura de puente térmico, ha facilitado la fijación
de los casetones en el techo. Este hecho a llevado a que la mayor parte de los industriales que fabrican los bloques perdidos de EPS, utilicen la solución de las piezas con
rotura de puente térmico.
La ventaja principal de la utilización del poliestireno expandido
(EPS), es básicamente la reducción del peso propio del techo ejecutados con
estas piezas, como consecuencia de la menor densidad de este material respecto
el hormigón o la cerámica. Esta característica principal hace que se consiga
cubrir una misma superficie utilizando una menor cantidad de masa. Este hecho
aporta mayor libertad de diseño en la ubicación de pilares, un menor de grado
de esfuerzos en los elementos estructurales más solicitados y una menor
deformación de los techos.
Para comprobar estas ventajas y poder ver algunos datos, se aporta a modo de ejemplo el cálculo
de dos edificios realizado con el programa CYPECAD versión 2012.d de CYPE
Ingenieros ..
Uno de los edificios se ha calculado con forjados unidireccionales y
el otro con forjados reticulares.
El edificio con forjados unidireccionales es de un edificio
residencial, plurifamiliar, aislado, compuesto por una planta baja destinada a
locales comerciales, siete plantas piso y planta cubierta. El edificio no dispone
de planta sótano, ya que para el fin del ejemplo que se quiere analizar no
aportaría ningún dato relevante.
Esquema grafico del edificio
Acciones
Se ha
considerado el peso propio de los elementos resistentes de hormigón armado,
teniendo en cuenta su sección bruta y los elementos aligerantes que los forman.
Bovedillas de hormigón
|
Bovedillas ceramicas
|
Bovedillas de poliestireno
|
Forjado
de nervios in-situ
Dimensiones de la
bovedilla: 60x25x25
Peso de la bovedilla: 24,00 Kg
Grueso
capa compresión: 5 cm
Intereje: 74 cm
Ancho del nervio:
14 cm
Peso propi: 0.391 t/m²
|
Forjado de nervios in-situ
Dimensiones de la
bovedilla: 60x25x25
Peso de la bovedilla: 11,60 Kg
Grueso capa compresión: 5 cm
Intereje: 74 cm
Ancho del nervio:
14 cm
Peso propio: 0.322 t/m²
|
Forjado de nervios in-situ
Dimensiones de la
bovedilla: 60x25x25
Peso de la bovedilla: 0,36 Kg
Grueso capa compresión: 5 cm
Intereje: 74 cm
Ancho del nervio:
14 cm
Peso propi: 0.271 t/m²
|
Se ha considerado una carga 1kN/m2 de pavimento y falso
techo, una sobrecarga de uso de 2kN/m2 y una sobrecarga de tabiques de 1kN/m2
repartidas uniformemente
También se han considerado las cargas debidas a los
cierres, divisiones interiores que no se realizan como tabiques, escaleras y
elementos singulares. Se ha considerado las cargas del cierre de la fachada del
edificio, el cierre de la escala, los cierres separadores entre viviendas y una
carga lineal en extremo de voladizos de balcones volados de fachada.
Del cálculo realizado de la estructura con las
diferentes tipos de piezas de entrevigado se ha obtenido la siguiente medición
del acero para armar la estructura y número de bovedillas:
Bovedilla de hormigón
|
Bovedilla cerámica
|
Bovedilla de EPS
|
|
Peso de
la armadura de los forjados
|
14.289,00 kg
|
14.154,00 Kg
|
12.866,00 Kg
|
Peso de
la armadura de las vigas del forjado
|
38.104,00 Kg
|
36.000,00 Kg
|
33.318,00 Kg
|
Peso de
la armadura de los pilares
|
23.646,00 Kg
|
20.082,00 Kg
|
17.424,00 Kg
|
Peso total de la armadura de la estructura
|
76.039,00 Kg
|
70.236,00 Kg
|
63.608,00 Kg
|
Superficie
del edificio
|
5201,17 m2
|
5207,17 m2
|
5.207,17 m2
|
Cuantía
Kg de acero/m2 de superficie
|
14,62
|
13,49
|
12,22
|
Bovedilla de hormigón
|
Bovedilla cerámica
|
Bovedilla de EPS
|
|||
Peso de la armadura de la cimentación
|
8.310,02 kg
|
7.152,12 Kg
|
6.340,11 Kg
|
||
Superficie
de la cimentación
|
654,24 Kg
|
654,27 Kg
|
654,27 Kg
|
||
Cuantía
Kg de acero/m2 de superficie
|
12,70
|
10,93
|
9,69
|
||
Bovedilla de hormigón
|
Bovedilla cerámica
|
Bovedilla de EPS
|
|||
Nº de bovedillas
|
23.298,00 ud
|
23.916,00 ud
|
24.764 ud
|
||
Peso
unitario de las bovedillas
|
24,00 Kg
|
11,60 Kg
|
0,36 Kg
|
||
Peso de las bovedillas de todo el edificio
|
559.152,00 Kg
|
277.425,60 Kg
|
8.915,04 Kg
|
||
En
cuanto a la estructura con techos bidireccionales, se ha calculado un edificio
residencial, plurifamiliar, aislado, compuesto por una planta baja destinada a
locales comerciales, siete plantas piso y planta cubierta. Al igual que en el
apartado anterior se ha diseñado un edificio sin planta sótano, ya que para el
fin del ejemplo que se quiere analizar no aportaría ningún dato relevante.
Esquema grafico del edificio
Planta de la estructura
Acciones
Para el
cálculo de este edificio se ha utilizado las mismas acciones del edificio
anterior, excepto el peso propio de los techos, en el que se ha considerado el
siguiente peso propio.
Bloque de hormigón
|
Bloque
|
Bloque de poliestireno
|
Forjado
reticular
Dimensiones del casetón:
70x25x23
Peso del casetón: 26,00 Kg
Grueso
capa compresión: 5 cm
Retícula: 82 cm x
82 cm
Ancho del nervio:
12 cm
Peso propio: 0.525 t/m²
|
Forjado
reticular
Dimensiones del
casetón: 70x25x22
Peso del casetón: 11,90 Kg
Grueso
capa compresión: 5 cm
Retícula: 82 cm x
82 cm
Ancho del nervio:
12 cm
Peso propio: 0.481 t/m²
|
Forjado
reticular
Dimensiones del
casetón: 70x25x70
Peso del casetón: 2,04 Kg
Grueso
capa compresión: 5 cm
Retícula: 82 cm x
82 cm
Ancho del nervio:
12 cm
Peso propio: 0.442 t/m²
|
Del
cálculo realizado de la estructura con los diferentes tipos de bloques perdidos
se ha obtenido la siguiente medición del acero para armar la estructura y
número de bloques de aligeramiento:
Bloque de hormigón
|
Bloque cerámico
|
Bloque de EPS
|
|
Armadura de la retícula de los forjados
|
185.629,00 kg
|
174.738,00 Kg
|
151.036,00 Kg
|
Armadura de las vigas del forjado
|
13.745,00 Kg
|
12.802,00 Kg
|
12.650,00 Kg
|
Armadura de los pilares
|
43.004,00 Kg
|
37.835,00 Kg
|
34.608,00 Kg
|
Total de Kg de la armadura
de la estructura
|
242.378,00 Kg
|
225.375,00 Kg
|
198.294,00 Kg
|
Superficie del edificio
|
8702,72 m2
|
8702,72 m2
|
8702,72 m2
|
Cuantía Kg de acero/m2 de superficie
|
27,85
|
25,90
|
22,79
|
Bloque de hormigón
|
Bloque cerámico
|
Bloque de EPS
|
|||
Armadura de la cimentación
|
17.780,53 kg
|
15.907,83 Kg
|
13.932,40 Kg
|
||
Superficie de la cimentación
|
1080,25 Kg
|
1080,25 Kg
|
1080,25 Kg
|
||
Cuantía Kg de acero/m2 de superficie
|
16,46
|
14,73
|
12,90
|
||
Bloque de hormigón
|
Bloque cerámico
|
Bloque de EPS
|
|||
Nº de bloques de aligeramiento
|
28.180,00 ud
|
28.215,00 ud
|
10.078,00 ud
|
||
Peso unitario de los bloques de aligeramiento
|
26,00 Kg
|
11,90 Kg
|
2,04 Kg
|
||
Peso de las bovedillas de
todo el edificio
|
732680,00 Kg
|
335.758,50 Kg
|
20.559,12 Kg
|
||
*El numero de bloques que se utilizan en el caso de los forjados aligerados
con bloques de poliestireno se corresponden a un bloque por retícula mientras
que en el caso de los forjados aligerados con bloques de hormigón y bloques cerámicos
se utilizan tres por retícula.
De estos cálculos se ha podido comprobar lo
siguiente:
- Las dimensiones de los pilares y de las zapatas aisladas de la cimentación son mayores en los edificios calculados con bovedillas de hormigón y cerámicos que en los edificios calculados con poliestireno expandido.
- La dimensión de las jácenas planas del edificio diseñado con forjados unidireccionales son de una dimensión mayor en el edificio con bovedillas de hormigón y cerámicos que en el edificio con bovedillas de poliestireno expandido.
- En el edificio con techo bidireccional con casetones de hormigón y cerámicos se ha tenido que aumentar la dimensión inicial de los ábacos para corregir los problemas de cortante.
- La deformación de los techos es mayor en los edificios calculados con casetones de hormigón y cerámicos que en los edificios calculados con poliestireno expandido.
La
reducción de la masa de una estructura conlleva una reducción del consumo de
los materiales con un coste económico mayor como es el acero para armar la
estructura, manteniendo las condiciones funcionales, estéticas y de seguridad
necesarias. Económicamente hablando este factor es importante cuanto más
superficie a cubrir y como más importante son las luces a cubrir, siendo muy
poco relevante en las estructuras más pequeñas como es el caso de las viviendas
unifamiliares. Si tomamos como ejemplo los cálculos realizados en este
artículo, y aplicando un precio unitario del acero de 1,35 € / kg obtenemos los
presupuestos de la partida del acero de cada uno de los edificios que se puede
ver en los cuadros siguientes.
Edificio con forjados unidireccionales
Bovedilla de hormigón
|
Bovedilla cerámica
|
Bovedilla
EPS
|
|
Peso
total de la armadura de la estructura
|
76.039,00 Kg
|
70.236,00 Kg
|
63.608,00 Kg
|
Peso de
la armadura de la cimentación
|
8.310,02 kg
|
7.152,12 Kg
|
6.340,11 Kg
|
Peso
total de la armadura para armar
|
81.349,02 Kg
|
77.388,12 Kg
|
69.948,11 Kg
|
Presupuesto de Kg de acero para armar
|
109.821,17 €
|
104.473,96 €
|
94.429,94 €
|
Diferencia de presupuesto respecte el EPS
|
+ 15.391,23 €
|
+10.044,01 €
|
|
% del pressupost
|
14,01 %
|
9,61 %
|
Edificio con forjados bidireccionales
Bovedilla de hormigón
|
Bovedilla cerámica
|
Bovedilla
EPS
|
||
Peso
total de la armadura de la estructura
|
242.378,00 Kg
|
225.375,00 Kg
|
198.294,00 Kg
|
|
Peso de
la armadura de la cimentación
|
17.780,53 kg
|
15.907,83 Kg
|
13.932,40 Kg
|
|
Peso
total de la armadura para armar
|
260.158,53 kg
|
241.282,83 Kg
|
212.226,40 Kg
|
|
Presupuesto de Kg de acero para armar
|
351.214,01 €
|
325.731,82 €
|
286.505,64 €
|
|
Diferencia de presupuesto respecte el EPS
|
+ 64.708,38 €
|
+ 39.226,18 €
|
||
% del presupuesto
|
18,42 %
|
12,04 %
|
||
La reducción del
acero para armar las estructuras conlleva una reducción de la energía
incorporada y de las emisiones de CO2 tanto en la fabricación como en la
construcción. Como ejemplo de este hecho aporta la comparación de la etapa del
ciclo de vida, entre el forjado unidireccional y bidireccional que se han
utilizado en el cálculo de comparación realizado en este artículo. Las tablas
se han extraído del generador de precios del mismo programa de cálculo de Cype
Ingenieros.
Cálculo
del ciclo de vida del forjado unidireccional con nervios "in situ"
con bovedillas de hormigón.
Consumo
|
Etapa
del ciclo de vida
|
||||||
Consumo
|
Etapa
del ciclo de vida
|
||||||
Fabricación
|
Construcción
|
||||||
A1-A2-A3
|
A4
|
A5
|
|||||
Energía
incorporada (MJ)
|
Emisiones
CO2
eq. (kg)
|
Energía
incorporada (MJ)
|
Emisiones
CO2
eq. (kg)
|
Energía
incorporada (MJ)
|
Emisiones
CO2
eq. (kg)
|
||
Materiales
|
Peso (kg)
|
||||||
Acero.
|
12,709
|
444,815
|
35,585
|
4,261
|
0,315
|
||
Madera
|
0,828
|
2,483
|
0,072
|
0,037
|
0,003
|
||
Prefabricado de hormigón.
|
115,172
|
118,627
|
11,151
|
5,113
|
0,378
|
||
Hormigón.
|
347,300
|
361,192
|
33,952
|
6,168
|
0,456
|
||
Total:
|
476,009
|
927,117
|
80,760
|
15,579
|
1,152
|
||
Envases
|
Pes (kg)
|
||||||
Plástico.
|
0,022
|
1,533
|
0,227
|
0,001
|
0,000
|
||
Madera
|
0,186
|
0,558
|
0,016
|
0,008
|
0,001
|
||
Total:
|
0,208
|
2,091
|
0,243
|
0,009
|
0,001
|
||
Medios
auxiliares
|
0,171
|
0,025
|
|||||
Residuos
|
Pes (kg)
|
||||||
Transporte al vertedero.
|
22,441
|
0,996
|
0,074
|
||||
Energía total y emisiones:
|
929,208
|
81,003
|
15,588
|
1,153
|
1,167
|
0,099
|
Cálculo del ciclo de vida del forjado
unidireccional con nervios “in situ” con bovedillas de EPS.
Consumo
|
Etapa
del ciclo de vida
|
||||||
Consumo
|
Etapa
del ciclo de vida
|
||||||
Fabricación
|
Construcción
|
||||||
A1-A2-A3
|
A4
|
A5
|
|||||
Energía
incorporada (MJ)
|
Emisiones
CO2
eq. (kg)
|
Energía
incorporada (MJ)
|
Emisiones
CO2
eq. (kg)
|
Energía
incorporada (MJ)
|
Emisiones
CO2
eq. (kg)
|
||
Materiales
|
Peso (kg)
|
||||||
Acero.
|
12,709
|
444,815
|
35,585
|
4,261
|
0,315
|
||
Madera
|
0,828
|
2,483
|
0,072
|
0,037
|
0,003
|
||
Prefabricado de hormigón.
|
0,722
|
65,982
|
2,903
|
3,892
|
0,288
|
||
Hormigón.
|
351,900
|
365,976
|
34,402
|
6,250
|
0,462
|
||
Total:
|
366,159
|
879,256
|
72,962
|
14,440
|
1,068
|
||
Envases
|
Peso (kg)
|
||||||
Plástico.
|
0,006
|
0,434
|
0,064
|
0,000
|
0,000
|
||
Madera
|
0,146
|
0,021
|
|||||
Total:
|
Peso (kg)
|
||||||
Medios
auxiliares
|
5,031
|
0,223
|
0,017
|
||||
Energía total y emisiones:
|
879,690
|
73,026
|
14,440
|
1,068
|
0,369
|
0,038
|
Cálculo del ciclo de vida del forjado
bidireccional con casetones de hormigón.
Consumo
|
Etapa
del ciclo de vida
|
||||||
Consumo
|
Etapa
del ciclo de vida
|
||||||
Fabricación
|
Construcción
|
||||||
A1-A2-A3
|
A4
|
A5
|
|||||
Energía
incorporada (MJ)
|
Emisiones
CO2
eq. (kg)
|
Energía
incorporada (MJ)
|
Emisiones
CO2
eq. (kg)
|
Energía
incorporada (MJ)
|
Emisiones
CO2
eq. (kg)
|
||
Materiales
|
Peso (kg)
|
||||||
Acero.
|
16,684
|
583,926
|
46,714
|
5,610
|
0,415
|
||
Madera
|
0,599
|
1,797
|
0,052
|
0,027
|
0,002
|
||
Prefabricado de hormigón.
|
94,959
|
97,808
|
9,194
|
4,216
|
0,312
|
||
Hormigón.
|
347,300
|
361,192
|
33,952
|
6,168
|
0,456
|
||
Total:
|
459,542
|
1.044,723
|
89,912
|
16,021
|
1,185
|
||
Envases
|
Peso (kg)
|
||||||
Plástico.
|
0,015
|
1,050
|
0,155
|
0,001
|
0,000
|
||
Madera
|
0,169
|
0,507
|
0,015
|
0,008
|
0,001
|
||
Total:
|
0,184
|
1,557
|
0,170
|
0,009
|
0,001
|
||
Medios
auxiliares
|
0,110
|
0,016
|
|||||
Materiales
|
Peso (kg)
|
||||||
Transporte a vertedero.
|
16,601
|
0,737
|
0,055
|
||||
Energía total y emisiones:
|
1.046,280
|
90,082
|
16,030
|
1,186
|
0,847
|
0,071
|
Cálculo del ciclo de vida del forjado
bidireccional con casetones de EPS.
Consumo
|
Etapa
del ciclo de vida
|
||||||
Consumo
|
Etapa
del ciclo de vida
|
||||||
Fabricación
|
Construcción
|
||||||
A1-A2-A3
|
A4
|
A5
|
|||||
Energía
incorporada (MJ)
|
Emisiones
CO2
eq. (kg)
|
Energía
incorporada (MJ)
|
Emisiones
CO2
eq. (kg)
|
Energía
incorporada (MJ)
|
Emisiones
CO2
eq. (kg)
|
||
Materiales
|
Pes (kg)
|
||||||
Acero.
|
16,684
|
583,926
|
46,714
|
5,610
|
0,415
|
||
Madera
|
0,599
|
1,797
|
0,052
|
0,027
|
0,002
|
||
Hormigón.
|
358,800
|
373,152
|
35,076
|
6,372
|
0,472
|
||
Total:
|
376,083
|
958,875
|
81,842
|
12,009
|
0,889
|
||
Medios
auxiliares
|
0,076
|
0,011
|
|||||
Residuos
|
Pes (kg)
|
||||||
Transporte a vertedero.
|
5,013
|
0,223
|
0,016
|
||||
Energía total y emisiones:
|
958,875
|
81,842
|
12,009
|
0,889
|
0,299
|
0,027
|
A1. Subministro de materias primeras
|
A4. Transporte del producto
|
A5. Proceso de instalación del producto y construcción
|
|||
A2. Transporte de materias primeras
|
|||||
A3. Fabricación del producto
|
De la comparación entre los cuatro casos se puede observar como los forjados
de poliestireno expandido tienen un menor coste de energía incorporada y una
menor emisión de CO2.
Tabla de comparación de los valores de energía
incorporada y emisiones de CO2
Energía incorporada
|
Emisiones de CO2
|
|
Forjado unidireccional con casetones de hormigón
|
945,963 MJ
|
82,255 kg
|
Forjado unidireccional con casetones de EPS
|
894,499 MJ
|
74,132 kg
|
Forjado bidireccional con casetones de hormigón
|
1.036,157 MJ
|
91,339 Kg
|
Forjado bidireccional con casetones de EPS
|
971,113 MJ
|
82,758 Kg
|
La masa de un material o de un elemento
constructivo es la mejor propiedad que puede tener un material para aislar
acústicamente. Es por eso que todo los techos aligerados tienen un peor
comportamiento acústico que una losa maciza de hormigón y entre estos techos el
que tiene menor masa son los techos aligerados con poliestireno expandido
(EPS), lo que hace que sean los techos que tienen un peor comportamiento
acústico.
Es por este motivo que las estructuras
aligeradas requieren de unas soluciones de aislamiento acústico siempre ligadas
a pavimentos flotantes y/o falsos techos que minimicen la transmisión
acústica entre plantas.
El poliestireno expandido es un material
orgánico, por lo que es combustible y por lo tanto se debe usar siempre
encapsulado y revestido por materiales que le aporten la resistencia al fuego
necesaria. En la fase de construcción debe ser prudente en el almacenamiento,
ya que el material no dispone del revestimiento de protección y por tanto es
susceptible de incendiarse.
Tampoco se puede alojar fuentes de calor
importante en el interior de las piezas aligeramientode EPS como ojos de buey para
alumbrado eléctrico, tuberías que propaguen temperaturas elevadas, etc ...
En el caso de que se quiera colocar
luminarias halógenas empotradas en el techo, hay que tener presente que el
poliestireno expandido disipa mal el calor que emiten, mientras que los
bovedillas cerámicas o de hormigón disipan el calor por los alvéolos de las
piezas de aligeramiento.
El poliestireno expandido es un material con una porosidad muy baja, por lo que no existe adherencia con los revestimientos, razón por la que los morteros y enyesados no se adhieren al poliestioreno.
Para que exista una adherencia hay dos vías:
- Utiliza morteros o yesos aditivados para que haya adherencia química.
- Realizar resaltes en el poliestireno para que haya adherencia mecánica.
Como la utilización de morteros o yesos aditivados,
hace que el revestimiento que se vaya a utilizar sea más caro, la solución más
habitual, es la de realizar unos ranurados, generalmente en forma de cola de milano, en la superficie del poliestireno expandido que debe ser revestido
para facilitar la adherencia mecánica.
Al tratarse de un material muy ligero, se ha
de ser muy cauteloso en la fijación de las piezas de entrevigado de
poliestireno expandido, ya que de lo contrario se pueden producir
desplazamientos de las piezas en el vertido del hormigón .
Al desplazarse las bovedillas se modifica las
dimensiones de los elementos resistentes a los que las piezas de aligeramiento deben
hacer de molde, y el no tener cuidado de este factor ha supuesto muchos
problemas patológicos. Este factor es muy importante en las superficies
inclinadas.
Lo más habitual es fijar las piezas de aligeramiento con el encofrado y en caso contrario hay que fijarse las piezas con la armadura
del techo y con la malla de reparto.
Imagen de un techo de
poliestireno expandido inclinado en cubierta sin encofrado donde poder fijar
las piezas de aligeramiento
La fijación de las cargas en todos los techos
aligerados requieren de un estudio específico, ya que tanto la cerámica, como
el hormigón, como el poliestireno expandido tienen unas limitaciones para
soportar cargas y requieren de la utilización de unos tornillos especiales para
poder soportar las cargas.
En el caso de los techos de poliestireno
expandido con rotura de puente térmico es aún más evidente, ya que es más
dificultoso de ubicar los elementos resistentes.
Es por eso que los techos de poliestireno expandido
pueden absorber cargas colgadas de los techos pero con mayores dificultades que
sus competidores. En el caso de cargas pequeñas (inferiores a 5 kg) se puede
colgar con la utilización de tornillos como los de la imagen adjunta.
En el
resto de casos hay que utilizar medios auxiliares como los perfiles de los
falsos techos (5 kg en 20kg) o buscar los elementos cuando las cargas sean
superiores.
Con la
manipulación del material en la fase de construcción, es habitual que se disgregue
la parte más superficial del material en forma de perlas redondas,
depositándose en la superficie encofrada, en la propia obra o en las
inmediaciones de la obra.
Estas
perlas de poliestireno no son tóxicas para las personas, ni para el medio ambiente
no obstante ha sido fuente de reclamaciones, especialmente de los vecinos de
las obras, como lo son el polvo o el ruido en general de las obras.
No
obstante cada vez son menos habituales por que el proceso de fabricación del
poliestireno expandido ha mejorado mucho y las piezas de aligeramiento de EPS,
tienen una mayor densidad y de esta forma es más dificultosa la disgregación de
las perlas del poliestireno.
El
poliestireno expandido es un residuo del petróleo y eso hace que su precio esté
ligado a la evolución del precio de este crudo.
Los
fabricantes de la materia prima están cambiando continuamente de
suministradores como consecuencia de la volatilidad del precio.
La
propia dinámica de la evolución de precios del petróleo hace pronosticar que el
precio de este material tenga una tendencia claramente alcista, ya que la
producción del crudo tiene una tendencia a disminuir.
La
sociedad actual está sufriendo la crisis económica internacional más fuerte
desde hace décadas. En el Estado Español parte de esta crisis viene dada por
una burbuja inmobiliaria, que ha supuesto que en el día de hoy haya un stock de
edificios residenciales sin vender muy importante. Este hecho junto con la
austeridad de la administración en la inversión pública ha hecho que el sector
de la edificación esté hoy prácticamente parado.
Es
difícil saber cómo y cuándo el sector de la edificación saldrá de este
atolladero y también cuesta poder identificado ámbitos de actuación que puedan
ofrecer oportunidades y salidas profesionales para el sector. No obstante los
expertos apuntan que entre las primeras oportunidades de negocio que se
materializarán están: la rehabilitación del parque edificado, las
intervenciones en el ámbito de la mejora de la eficiencia energética de los
edificios, la incorporación de las nuevas tecnologías TIC en los edificios y la
generación de procesos de industrialización innovadores en el sector de la
edificación.
De
entre todas estas oportunidades de negocio, la que está más ligada a las
estructuras y al aligeramiento de las estructuras es la industrialización de los
procesos constructivos.
La
industrialización representa fabricar más producción con menos coste económico
y con menos tiempo, de manera que se reduzca el coste de recursos humanos
(horas / hombre), incrementando los recursos mecánicos (horas / máquina) y como
consecuencia directa se puede construir unos edificios más rápidamente, con
menos coste económico y con un grado de garantía sobre la calidad del producto
más alto.
En este
sentido la industrialización de los procesos constructivos pasa por una aligeramiento de los elementos constructivos actuales, ya que si estos deben ser
transportados desde el lugar de fabricación hasta la obra deben ser ligeros.
Es
por tanto en este campo donde el aligeramiento de las estructuras puede destacar y donde el poliestireno expandido y otros materiales
ligeros poder hacer una importante aportación.
Fotografía
de la retícula de un techo bidireccional prefabricado con EPS, en el que están
trabajando en su desarrollo en el Instituto Tecnológico de Lleida .
Fotografía
de una prelosa con EPS que fabrica y comercializa la empresa Knauf Miret.
Muy interesante el artículo.
ResponderEliminarEl enlace http://www.anape.es/pdf/Manual%20de%20Aligeramiento.pdf. no funciona, le sobre el punto final.
Muchas gracias Manuel, por tu comentario.
ResponderEliminarMe alegro que te pueda interesar el tema.
Ya esta subsanado el problema en el enlace. El manual del enlace lo realizamos el año 2003 para la asociación ANAPE. En el podrás encontrar una mayor información sobre el tema. Se trata de una información básica y elemental, en el que se pretende abarcar todos los aspectos relacionados con este material.
Un saludo.
Hola Jordi:
ResponderEliminarEn Sudamérica,se utiliza desde hace ya muchos años el EPS, para solucionar el tema de agarre del revestimiento interior, se aplica en fase de estructura una malla metálica de retícula muy pequeña a la vez que soluciona la retracción en el fraguado.El aislamiento acústico es una materia pendiente,al igual que el ignífugo al no estar legislado convenientemente.Muy interesante aportación.
Queria saber si hay estudios en la utilizacion de hormigon armado livianos con perlas de eps para construir muros por medio de encofrados.
ResponderEliminarGracias
Hola Anónimo.
ResponderEliminarTu pregunta es interesante, y si que existen estudios sobre los hormigones ligeros armados. Te recomiendo un libro muy bueno al respecto "Hormigones ligeros armados" del profesor Helmut Weiger-Karl, publicado por la Editorial Gustavo Gili. (Muy bueno).
Si te interesa el tema también encontraras documentación publicada por la empresa BASF. Te darás cuenta en ambos casos que los ejemplos son antiguos. Eso no te ha de dar miedo sino que ha de reforzar la experiencia que existe al respecto.
El año 2003, la gente de ANAPE, me invitaron a unas jornadas sobre hormigón armado con EPS, organizadas en la Universidad Politécnica de Madrid. Si te pones en contacto conmigo o me facilitas tu email, te puedo hacer llegar esta información.
Hormigon armado con eps
EliminarMail. rodolfoherrero@speedy.com.ar
Muchas gracias
En estos enlaces encontraras bibliografía general sobre el tema del hormigón ligero estructural:
Eliminarhttp://www-biblio.inti.gov.ar/manuales/103606.pdf
http://es.scribd.com/doc/58935783/Proyecto-Concreto-Aligerado-Poliestireno-EXP
http://www.flyingconcrete.com/espanol/manual-esp.html
Por lo que respecta al poliestireno expandido EPS puede utilizarse como agregado artificial para obtener hormigones ligeros. La Société des Agregats Artificiels ha patentado internacionalmente el Polys Beto y esta empresa es la que realizó las jornadas en la Universidad Politécnica de Madrid que te he comentado en el apartado anterior. Este hormigón esta pensado para aligerar hormigones, y sustituye parcial o totalmente a los agregados naturales, proporcionando a estos hormigones propiedades de ligereza y aislamiento.
Este agregado artificial resulta entre 60 y 80 veces más ligero que los agregados naturales. Por ejemplo, un saco de cien litros de Polys Beto pesa 3 kilos y sustituye a casi 200 kilos de arena. Resulta económico, ya que 100 litros del agregado equivalen a 140. Evidentemente su resistencia también se ve afectada, pero puede ser muy interesante en diversas aplicaciones como es la rehabilitación de forjados o la construcción de losas colaborantes en forjados de edificios de gran altura.
En los enlaces que te adjunto se puede obtener más información:
- Para el uso como hormigón ligero para chapas de compresión de forjados unidireccionales, losas ligeras en forjados unidireccionales de vigas de madera, losas de forjados colaborantes, etc....
http://www.pointp.fr/docindus/0001%20Gros-Oeuvre%20VRD-TP/03962%20POLYCIMENT/Polyciment_AT_polys_beto.pdf
http://www.polyciment.fr/sites/all/themes/edilteco/doc/Polys-Beto-sept-2012.pdf
http://www.cristalnet.lu/produits/pdf/polysbeto.pdf
http://www.syfic.com.ar/aerbeton/framepb.html
-Para el uso como hormigón ligero para rellenos.
http://www.pointp.fr/docindus/0001%20Gros-Oeuvre%20VRD-TP/03962%20POLYCIMENT/polyciment_polys%20beto%20genie%20civil2008.pdf
En tu comentario te interesaba saber sobre hormigones ligeros de EPS para confeccionar muros. Para ello te recomiendo que busques información del hormigones ligeros estructurales son Styropor , de la empresa BASF, que fue la inventora del EPS. Esta empresa ha editado multitud de documentación sobre diversas aplicaciones del EPS. A continuación te facilito un enlace, aunque en la red encontraras muchas mas:
- Catalogo general:
http://epsfoamprodotcom.sharepoint.com/Documents/Informaci%C3%B3n%20T%C3%A9cnica%20EPS%20-%20Todo%20lo%20que%20necesita%20saber%20acerca%20de%20la%20producci%C3%B3n%20de%20EPS%20(Poliestireno%20Expandido).pdf
Para la aplicación en muros deberías de consultar el folleto 5/1974 de BASF.
Un saludo.
Muchas gracias. La verdad tengo para entretenerme.
ResponderEliminarSi logro mi cometido, te prometo informarte. La intencion es utilizar sistemas constructivos que ya existen, pero no utilizan las bondades del hormigon ligero.
Gracias nuevamente, por tu atencion. Estoy en Argentina, muy lejo, de la bella Barcelona. Pero con la web no se nota.
Hoy tambien recibi informacion del instituto de tecnologia industrial de argentina.aca los arquitectos e ingenieros les cuesta mucho adoptar nuevas tecnologias.
Hola Rodolfo.
EliminarMe alegro que te interesa el tema y espero que te pueda ser útil y nos puedas informar pronto de tus logros y experiencias.
Un saludo.
Algunos fabricantes de forjados con bovedilla de hormigón, no tienen remilgos en mezclar las viguetas de su forjado con bovedillas de poliestireno de geometría diferente, dando lugar a un forjado popurrí, no amparado por la autorización de uso que poseen, en claro fraude. Y ello sin ningún tipo de advertencia de que las características técnicas que figuran en las fichas del forjado no se corresponden con lo cierto en el forjado mezcla.
ResponderEliminarEstoy totalmente de acuerdo contigo Luis. Yo mismo sufrí el caso que tu cuentas en una obra propia y fue el inicio de mi investigación alrededor de este material. Posteriormente también lo he visto como perito con importantes problemas estructurales ya que si a la incompatibilidad geométrica le sumas un problema de desplazamiento de las piezas por falta de fijación del la pieza aligerante de EPS tienes un problema estructural y muy grave.
EliminarEn este sentido ten presente que la Instrucción EHE-08 establece en su artículo 59.2.1 que la sección transversal del techo debe cumplir unas condiciones geométricas mínimas. Estas condiciones son especialmente importantes en el caso de las piezas de entrevigado cuando se quiere construir un forjado semiresistente con viguetas pretensadas,
Eliminarya que corresponde a la pieza de entrevigado moldear el hormigón vertido "in-situ" para formar la sección resistente final del techo. La comprobación de las condiciones geométricas de los elementos que forman los forjados es una de las misiones principales de la Dirección Facultativa de la obra. Estas condiciones geométricas deben "estar especificadas en los planos del proyecto de ejecución del edificio o
en los planos de montaje facilitadas por el fabricante del techo, cuando se trate de " un techo industrializado, el cual debe "ir acompañado de la correspondiente autorización de uso. Estas condiciones geométricas suponen que la pieza de "entrevigado de poliestireno expandido
(EPS) debe cumplir los siguientes requisitos:
a) 50mm de espesor mínimo lo de la losa superior hormigonada en obra.
b ) El perfil de la pieza de entrevigado será tal que a cualquier distancia c de su eje vertical de simetría, el espesor de hormigón de la losa superior hormigonada en obra no será menor que c/6.
c ) En el caso de forjados de viguetas sin armadura transversales de conexión con el hormigón vertido en obra (viguetas semiresistentes), el perfil de la pieza de entrevigado dejará a ambos lados de la cara superior de la vigueta un paso de 30mm, como mínimo.
Qiisiera saber si se puede utilizar un forjado con bovedillas de eps para un edificio tipo c3?
ResponderEliminarHola Anónimo. ¿Me puedes concretar un poco más tu comentario?
ResponderEliminarquisiera saber si en edificio de dos plantas que alberga arriba un museo y abajo una guardería , se puede colocar bovedillas de EPS , si esto fuera posible desearía saber si seria obligatoria la colocación de algún tipo de aislante acústico , térmico o contraincendios , en el falso techo se quiere colocar escayola de placa lisa de la normal y corriente.
ResponderEliminarHola Anónimo. Lo que planteas es una consultoria en toda regla. Poder ser puede ser ya que la bovedilla de EPS es uno de los materiales con los que cuentas para diseñar un forjado. Otra cosa es que requisitos debe de cumplir este forjado. Sobre este aspecto el año 2003 redactamos para la Asociaición ANAPE un manual de Aligeramiento de Estructuras que te puedes bajar gratuitamente en en este enlace: http://www.anape.es/pdf/Manual%20de%20Aligeramiento.pdf, En este manual se aborda de una forma sintética los diferentes aspectos que has de tener en cuenta: dimensionado estructural, comportamiento al fuego, comportamiento acústico, consideraciones sobre la ejecución en la obra, etc..... En función del análisis a que llegues puedes decidir utilizar el EPS como material. Si es este el caso has de tener presente que las bovedillas de EPS siempre han de ir recubiertas con un revestimiento que le de una protección al fuego (ver el manual) ya que el EPS se auto extingue con el calor y con el fuego genera un humo negro y contaminante que dificulta la extinción de un incendio. Una bovedilla no cumple una misión estructural por lo que no ha de tener una resistencia al fuego pero las bovedillas de EPS han de estar encapsulada por los motivos anteriormente comentados. Sobre la obligación o no depende de la normativa aplicable en el país donde este ubicado el edificio, pero como que es una exigencia básica del propio material lo has de hacer siempre. ¿Las placas de escayola como están sustentadas? ¿Podrás certificar que estas placas de escayola van a permitir tener encapsulado el forjado el tiempo suficiente para extinguir el fuego? Si es que si podrás utilizarlo si es que no mejor que utilices otro tipo de revestimiento. Yo siempre he utilizado revestimiento enyesado de 15mm de grueso con bovedillas previamente ranuradas o placas de yeso laminado en el resto de forjados.
ResponderEliminarUn saludo.
La obra es España , y solo uqeriamos poner debajo de la bovedilla y a unos 30 cms de separación un falso techo de escayola liso de 2omm y sustentado on esparto como toda la vida , ¿será suficiente ese aislamiento térmico , acústico ? ¿necesitamos una R-60 , debido a que es para uso docente o una R-90 al ser las planta superior un local de publica concurrencia? ¿ será obligatorio antes de poner el falso techo de escayola aplicar un revestimiento sobre la parte inferior de la bovedilla ? espero su respuesta gracias.
ResponderEliminarY si el forjado fuese de 20+3 , la cámara de aire entre el forjado y el falso techo de escayola de 12 cms y la placa de yeso fuera de 15mm eso cumpliría con los usos descritos en la pregunta anterior?
ResponderEliminarSeria obligatorio revestir por el tema acústico y térmico las tuberías de agua corriente y calefacción que discurran por el falso techo?
Hola Anónimo. Como he comentado anteriormente estas cuestiones son una consultoria en toda regla y superan el alcance de un articulo en un blog, ya que requieren de conocer las particularidades del proyecto en concreto. Le aconsejo que contrate los servicios profesionales de un consultor en estructuras. En el caso de no conocer ninguno le podemos atender en www.octau.cat. Un saludo.
ResponderEliminarhola quisiera saber si al material eps sometiendo a la cocción a una temperatura de 130 ªC durante 15 min. cambia sus propiedades , este nuevo material se podría reemplazar a la arena en una porción, así para obtener un hormigón liviano, este hormigón liviano utilizar en losas unidireccionales para poder aligerar la estructura.
ResponderEliminarHola Cinthiamabel.
EliminarNo todos los EPS son iguales. Algunos EPS llevan unos aditivos que los hacen más resistentes al fuego, pero has de pensar que el EPS y el fuego no se llevan bien. A esa temperatura se autoestingue.
hola quisiera saber si el EPS sometiendo a la coccion a una temperatura de 130 ºC para un tiempo de 15 min . obtendriamos un nuevo material con otras propiedades. este material se podria reemplazar a la arena en una porcion para asi obtener un hormigon liviano, y luego utilizar este hormigon en losas unidireccionales para poder aligerar la estructura. me pregunta principal se podria reemplazar a la arena en una porcion este nuevo material q esta a base de eps.
ResponderEliminarHola Cinthiamabel.
EliminarEl hormigón aligerado con EPS se utiliza desde hace mucho tiempo pero no para ejecutar estructuras. Si quieres saber más te recomiendo esta publicación:
- Hormigones Ligeros Armados del Profesor Heulmut Weigler y Sieghart Karl. Editorial Gustavo Gili.
También te envio alguna información sobre fabricantes de hormigones industrializados con EPS.
- http://www.davsa.com/infoWeb%5CUnificador%5CCataleg%5C0202.pdf
- http://www.tecotur.com/hormipol_agregados-ligeros.php
Videos:
- https://www.youtube.com/watch?v=B_OfRWhhOBw
- https://www.youtube.com/watch?v=TDSGOK30CKM
Buenos dias, me gustaria saber como colgar un ventilador de lampara en este tipo de techos
ResponderEliminarBuenos días:
ResponderEliminarQué tipo de separador sería conveniente utilizar para separar el mallazo de la cara superior de la bovedillade poliestireno?
Cualquier separador de material duro se hundirá en las bovedillas mientras los trabajadores andan sobre el forjado durante el hormigonado.
Saludos, gracias