En esta ficha aprenderás a construir un forjado unidireccional de vigueta y bovedilla, el sistema más extendido en España para viviendas y edificios.
Definición y componentes clave del forjado unidireccional
Suelo estructural donde el peso se transmite principalmente en una dirección, a través de las viguetas. Viga o Jácena Las vigas "maestras" del forjado. Son grandes, se apoyan sobre los pilares y su función es soportar a las viguetas. ViguetaLos "nervios" del forjado. Son vigas más pequeñas y repetitivas que se apoyan en las vigas principales. Crean la base del suelo. BovedillaPieza de relleno (cerámica, hormigón, poliestireno) que se coloca entre las viguetas. No tiene una función estructural resistente, solo sirve para aligerar el forjado y de encofrado perdido. Zuncho PerimetralViga que rodea todo el contorno del forjado. "Ata" toda la estructura, da rigidez al borde y soporta los muros de cerramiento. Capa de Compresión y MallazoCapa de hormigón (normalmente de 5 cm) que se vierte sobre todo el conjunto. Se coloca la armadura de las vigas principales (jácenas) en su posición, apoyándolas sobre los pilares. Se rellena el espacio entre las viguetas con las bovedillas.
Orden y proceso constructivo: cómo encajan las piezas
El orden sí importa: El proceso constructivo de un forjado es como un puzle. Retirar los puntales antes de tiempo es el error más peligroso. En el artículo de presentación del Centro Polivalente Barceló se explicaba la descripción del conjunto de la actuación, así como el proceso constructivo general y la descripción general de la estructura de la biblioteca y del polideportivo. La biblioteca, con 1.950 metros cuadrados construidos, cierra la manzana del Colegio Isabel La Católica. El conjunto de la actuación tiene cuatro plantas de sótano. El sistema de construcción de estas plantas bajo rasante ha consistido en la ejecución de unas pilas pilote que soportan los anillos perimetrales, que se construyen desde el nivel la planta baja hasta los niveles inferiores. La estructura de las dos cerchas de la biblioteca se apoya en cuatro pilares que transmiten la carga a cimentación mediante las pilas pilote ejecutadas. Como se verá más adelante, la Cercha B recoge más carga que la Cercha A, con lo que las dos pilas pilote de la cercha B tienen un diámetro de 2.00m. empotradas 22m. en el terreno, mientras que las de la Cercha A tienen un diámetro de 1.50m. empotradas 12m. Una vez ejecutadas las pilas pilote de los apoyos de las cerchas, la siguiente operación es colocar las cerchas en su posición. Para ello las cerchas se fabrican en los talleres de Callfer, S.A. buscando las mayores piezas posibles que se pueden trasportar desde el taller hasta la obra en el centro de Madrid. En obra se montan las cerchas en dos mitades y se posicionan para su posterior levantamiento. A continuación se monta un apeo provisional en el punto medio, que soporta las cuatro mitades de las cerchas y las mantiene arriostrada para evitar su vuelco. Se comienza a montar la primera mitad de la cercha A y B, siguiendo con la segunda mitad de las cerchas. Una vez unidas las dos mitades de las cerchas y asegurado su arriostramiento conjunto mediante las vigas de los forjados, es necesario desmontar el apeo provisional. Para ello Callfer, S.A. ha previsto un sistema de gatos que permite descargarlo y así poder retirarlo, ya que estando en carga no es posible. En fase de construcción, la carga de cada una de las cerchas se apoya mediante dos elementos, en el punto medio de este sistema existe un gato que hasta ahora no había funcionado, pero que entra en carga en el momento de retirar el apeo, una vez que el gato transmite toda la carga de las cerchas, se retiran los dos elementos laterales que ahora están descargados. La estructura principal de la biblioteca está formada por dos cerchas de 45.5m. de luz y 6 metros de canto. Los perfiles que forman las celosías son cajones armados formados por chapas, cuyo espesor se adapta a los esfuerzos de cada uno de los elementos. En los elementos más solicitados el espesor llega a ser de 40mm, mientras que en los menos solicitados, disminuye hasta 15mmm. El arriostramiento horizontal frente a viento y pandeo lateral de las cerchas se consigue mediante dos planos horizontales de diagonales metálicas coincidentes con los forjados de planta P+3 y P+4. Con esta disposición, realmente el pandeo lateral del cordón comprimido no se conseguiría, ya que el arriostramiento de P+4 se encuentra un nivel por debajo del cordón superior. Debido a la rigidez de los núcleos y la gran distancia entre ellos, 45.5m, es necesario liberar longitudinalmente uno de los apoyos de cada cercha. Las cerchas se construyen con contraflecha para compensar los descensos debidos al peso propio del edificio. En la sección de la estructura de la biblioteca se puede observar que las dos cerchas no se encuentran symétricamente distribuidas en la planta, debido al condicionante de sus apoyos en los núcleos de acceso. Con esta disposición de los dos elementos resistentes principales, para formar la fachada es necesario prolongar la estructura. En la parte superior, se aprovecha el espacio disponible sobre el forjado de planta cuarta para triangular el voladizo. En la parte inferior, se dispone de una viga metálica colgada de dos tirantes. El acabado inferior de la biblioteca se consigue con hormigón blanco estructural que forma el forjado de la planta tercera. Hace unos meses realizamos una obra donde era necesario reforzar el forjado con una estructura metálica. Esta intervención presentaba un reto: la necesidad de introducir vigas de unas dimensiones enormes (4,55m de longitud, ¡sin pensar en el peso y volumen que supone!) de una sola pieza, a mano desde el portal y finalizar el trabajo en los tiempos previstos para contento de nuestros clientes, que tuvieron que abandonar su vivienda durante la ejecución de la reforma.
Experiencias, dudas y consideraciones actuales sobre estructuras metálicas
¿Has vivido en tu edificio una obra semejante? ¿Nos cuentas tu experiencia? Empecé hoy la reforma de mi piso y nos encontramos que los pilares y las vigas son metálicas, no así los forjados que son de viguetas con bovedillas de hormigón. Mi pregunta es, ¿hay alguna diferencia de seguridad o estructural entre este tipo de construcción y la clásica de hormigón armado?, aparte el problema con el fuego si no esta recubierta. ¿Son seguras estas estructuras al igual que el hormigón en cuanto a comportamiento con sismos, etc.? ¿Vigas de celosía metálica para 12 plantas sobre rasante? Habría que meterse en sectorización y resistencia al fuego de la estructura, dependiendo de los m², geometría, etc. En principio, el revestimiento de ladrillo y yeso se va como mínimo a EI 120, pero en las vigas no entiendo muy bien cómo se reviste. ¿A ambos lados de la celosía se suplementaría por abajo una L y apoyaría ahí la fábrica? ¿Por qué te sorprende tanto? ¿resisten poco el peso?
Las vigas estaban recubiertas con ladrillo y bloque de hormigón, la fábrica estaba apoyada en tabiques de poco espesor que hacían de separación de estancias. Vamos a ver, las vigas de celosía tuvieron su momento y se usaron en los 60 y 70 por la capacidad de contener luces grandes. Sospecho que se fueron dejando de lado por el coste de su realización y el conocimiento que exige su cálculo y puesta en obra. Yo lo veo adecuado para salvar luces grandes por bajo coste, pero siempre asociado a cubiertas o como mucho 2 plantas por encima. No lo tengo confirmado, tendría que hablarlo con algún arquitecto de edad y que las haya realizado, pero si ya con estructura metálica de perfiles laminados hay que andar con cuidado con dilataciones, encuentros, articulaciones, flechas, etc. con estructura metálica compuesta por barras dependes además de todo lo anterior de la ejecución en taller y transporte de esas vigas... mucho más control me parece a mí. Si las vigas están recubiertas por ladrillo y apoyaban sobre fabrica que hacía de tabique... si eliminas el tabique, eliminas la protección.
A modo informativo, fue proyectado por el arquitecto Andrés León Boyer Ruiz, jefe arquitecto de Las Palmas entre los años 60 y 70. Años 60, sin AutoCAD ni CYPE, planos a mano con Rotring, calculistas con tablas de logaritmos... Bueno, pues si quieres ser estricto con la protección que te correspondería hoy en dia -> DB-SI 6 y tenemos que h>28 m. VIVIENDA luego R 120 que la consigues forrando con 2 placas Knauf Fireboard... vamos, ¡todo un clásico!
Perspectivas actuales sobre estructuras en naves industriales
Cuando te planteas levantar una nave industrial, pocas decisiones pesan tanto como la elección del “esqueleto” que sostendrá toda tu operativa. En la práctica, casi siempre la disyuntiva se reduce a dos caminos: estructuras metálicas o estructuras de hormigón. Ambos sistemas cuentan con seguidores incondicionales que defienden sus virtudes con pasión, pero la respuesta nunca es tan sencilla como un sí o un no. Depende de plazos, presupuesto, uso futuro de la nave, condiciones del terreno e, incluso, de la filosofía de crecimiento de tu empresa. Acompáñanos: vamos a desgranar las diferencias reales para que elijas de forma informada y sin sorpresas de última hora.
Panorama general de las estructuras metálicasCuando piensas en perfiles de acero atornillados, un montaje rápido y cerchas que cruzan treinta metros sin un solo pilar intermedio, visualizas los puntos fuertes de las estructuras metálicas. El acero se fabrica en taller con tolerancias milimétricas, llega a obra listo para ensamblar y necesita poco más que una cuadrilla especializada y un par de grúas para alzarse a toda velocidad. Esa velocidad es crucial si persigues plazos ajustados: mientras viertes la solera ya tienes las columnas esperando en el camión y, en cuestión de semanas, tu nave empieza a dibujar su silueta en el horizonte. Además, el peso propio reducido alivia la cimentación, algo especialmente ventajoso en suelos blandos: menos hormigón bajo tierra significa menos dinero inmovilizado y un movimiento de tierras más ágil. En cuanto a la flexibilidad, el acero permite grandes luces y, sobre todo, facilidades de desmontaje y ampliación; si mañana decides añadir un módulo, bastará con atornillar nuevas vigas a las ménsulas previstas. Eso sí, renunciarás al confort acústico y térmico que regala la inercia del hormigón, tendrás que vigilar la corrosión si tu proceso genera humedades agresivas y prever recubrimientos ignífugos para cumplir con la normativa de resistencia al fuego.
Panorama general de las estructuras de hormigónEl hormigón armado, ese gigante silencioso de sección robusta y alma de acero, sigue siendo la opción predilecta cuando la palabra “permanencia” está grabada en la estrategia. Las estructuras de hormigón exhiben una resistencia natural al fuego que casi ninguna pintura intumescente puede igualar, y su masa térmica ayuda a estabilizar temperaturas interiores, reduciendo picos de calor y frío. Desde el punto de vista acústico, absorbe vibraciones y minimiza el ruido de maquinaria pesada o de impactos en altillos, algo que tus operarios agradecerán. En el exterior, la durabilidad frente a la corrosión es un argumento poderoso cuando la nave se ubica en ambientes marinos o en zonas con atmósferas químicas. El inconveniente salta a la vista: plazos de obra más prolongados, porque fraguar y pretensar piezas requiere paciencia. Aunque la prefabricación ha acortado mucho los tiempos, necesitas coordinar montajes con los colados in situ y asumir un peso propio mayor, de modo que la cimentación demandará un cálculo más generoso. La flexibilidad futura tampoco es su punto fuerte: perforar vigas o demoler pórticos de hormigón para crear nuevos huecos implica tiempo y polvo, y obliga a recálculos estructurales detallados antes de mover un martillo.
Criterios de decisión: coste y plazoSi tu prioridad absoluta es levantar la nave y empezar a facturar antes del próximo ejercicio, el acero parte con ventaja. La fabricación en línea y la posibilidad de montar incluso con climatología adversa comprimían el cronograma, lo que se traduce en intereses financieros más bajos y retorno de inversión a la carrera. Sin embargo, conviene diseccionar el coste total, no solamente el de la estructura. El hormigón puede parecer más caro en la partida de cimentación, pero en los acabados posteriores (ignifugados, paneles acústicos, refuerzos de rigidez lateral) el acero engorda la factura. En resumen: si tu escenario financiero premia la rapidez y tienes un layout relativamente sencillo, la estructura metálica ganará el pulso. Si operas con capital paciente y planeas una nave que durará varias décadas casi sin variaciones, el hormigón saldará la cuenta a largo plazo gracias a su bajo mantenimiento.
Criterios de decisión: comportamiento estructural y seguridadLa resistencia específica del acero a tracción y compresión es innegable, pero su módulo elástico menor provoca deformaciones perceptibles en vanos largos cuando cargas, equipos pesados o puentes grúa de gran capacidad. Este fenómeno, lógicos “bailes” de dinteles y cerchas, no compromete la seguridad, aunque sí puede generar vibraciones incómodas. El hormigón, en cambio, muestra flechas menores y una rigidez que transmite sensación de solidez; si vas a colocar máquinas de balanceo o prensas, el hormigón mantendrá la vibración bajo control. En seguridad contra incendios, el acero necesita recubrimientos o pinturas que eleven su resistencia al fuego; si el mantenimiento es deficiente, esas capas pierden eficacia. El hormigón armado, ya por su propia masa, supera con holgura los minutos exigidos por la normativa. Por tanto, si tu proceso maneja materiales inflamables o requiere tiempos prolongados de evacuación, el hormigón es un aliado seguro.
Criterios de decisión: sostenibilidad y mantenimientoEn la carrera por reducir la huella de carbono, ambos sistemas han dado pasos de gigante. Hoy puedes pedir acero reciclado con declaración ambiental de producto o usar cementos de clínker reducido y adiciones de escoria. Sin embargo, los estudios comparativos siguen apuntando que la tonelada de acero implica más emisiones directas que la de hormigón. Ahora bien, el indicador definitivo es la vida útil: si tu nave metálica incluye paneles de fachada desmontables y está diseñada para un “deconstrucción” circular, podrás reciclarla casi al cien por cien, mientras que demoler una estructura de hormigón todavía genera cascotes menos valorizables. En mantenimiento, el hormigón se lleva el trofeo: salvo fisuras por retracción o carbonatación superficial a las que basta con un sellado, no necesita revisiones periódicas intensivas. El acero exige inspección antiherrumbre y repaso de la pintura intumescente cada cierto tiempo, costes que deben figurar en tu balance.
Criterios de decisión: flexibilidad y ampliaciones futurasImagina que tu nave crece al ritmo de tu negocio. Con acero basta desmontar un paño de fachada, atornillar nuevas cerchas y prolongar carriles de puente grúa. La modularidad es total, y la interferencia en la producción, mínima. En hormigón, la prefabricación ayuda, pero el peso de las piezas y la necesidad de nuevos pilotes complica la tarea en espacios confinados. Además, las conexiones monolíticas ofrecen menos juego para “cortar y pegar”. Así que si tu estrategia de mercado incluye expansiones sucesivas o cambios de layout (por ejemplo, pasar de almacén a centro de cross-docking), conviene apostar por la ligereza y reversibilidad del acero.
Cómo elegir la opción ideal para tu naveNo existe una solución mágica válida para todos. La matriz final debería ponderar tiempo, cash-flow, cargas permanentes, riesgo de incendio, vibraciones de proceso, proyección de ampliaciones y objetivos de sostenibilidad. Tradúcelo a números: costo total de propiedad en veinte años, valor residual, tasa de actualización, disponibilidad operativa y coste de parada por ampliación. Con esos datos frente a ti, la respuesta -estructura metálica o de hormigón- se revelará sola, y será la adecuada para tu caso.
Da el paso con Iconsa y elige con criterioSi a pesar de esta hoja de ruta aún te rondan dudas, deja que un equipo que combina cálculo estructural, ingeniería de valor y experiencia en obra te ayude a decidir. En Iconsa estudiamos tu operativa, simulamos ambas alternativas y te entregamos un análisis comparativo claro, para que avances sin titubeos y con la garantía de estar invirtiendo cada euro en la opción más rentable. ¿Estructura metálica o de hormigón prefabricado? La verdad es que no existe una estructura mejor que otra, solamente una solución más adecuada a las necesidades. Normalmente se trata de naves aisladas rectangulares, por lo que en estos casos suele ser indistinto, la regularidad favorece a los dos tipos de estructuras. La estructura metálica se optimiza con vanos de 20-22m y distancias entre pórticos de 6m. En cuanto a la estructura de hormigón prefabricado, podemos ir a vanos similares con distancias entre pórticos de 7m. Este suele ser el quid de la cuestión y lo que lleva a muchos de cabeza. ¿Cuál es más cara? No obstante, el precio de la estructura en sí no es suficiente para decir cual es más favorable, ya que el tipo de estructura elegida afecta a la cimentación y al cerramiento de la nave. En almacenes de grano realizados con estructura metálica, es necesario complementar la estructura con muros de hormigón armado de alturas hasta 6m, que son los que soportan la carga del grano interior. En cambio, si la nave es de almacenamiento de maquinaria agrícola por ejemplo, dicho cerramiento puede sustituirse por bloque de hormigón, cerramiento de panel prefabricado de hormigón, panel sándwich o chapa metálica. Para muestra, un botón. Como se puede observar en la comparativa, inicialmente, el precio por m2 de estructura prefabricada es menor que el precio de la estructura metálica, permitiendo distancias entre pórticos mayores. Así mismo, existen diferencias en la cimentación, ya que el peso de la estructura condiciona el armado de la misma, e incrementa el precio en el caso de la estructura metálica con muros de hormigón armado. Por lo tanto, se puede decir que en general, la estructura de hormigón prefabricado es más barata, aunque no se puede generalizar. Normalmente, el prefabricado es más rápido, ya que todas las piezas vienen de fábrica preparadas para ser colocadas, como un puzzle. Con un buen equipo de montaje y una buena coordinación en obra, se puede tener la estructura completa en menos de dos semanas. Eso sí, es difícil hacer modificaciones en la propia obra, por lo que el proyecto debe estar muy definido previamente para evitar retrasos. En cuanto al arriostramiento, es sabido que si trabajamos con perfiles metálicos se necesita arriostrar la estructura para darle estabilidad contra el viento, lo que implica material extra en vigas de atado, cruces de san Andrés, etc. Cada vez es más importante tanto el impacto ambiental de nuestra construcción como el de los materiales de los que se compone. La tendencia hoy en día es ir hacia materiales con menor energía interna y cuyo ciclo de vida tenga un menor impacto global. Teniendo en cuenta estos aspectos, la estructura metálica resulta tener un mayor impacto ambiental, dado el combustible consumido en transporte y montaje, la gran cantidad de energía consumida en el reciclaje del acero y las emisiones producidas en el proceso.
