Grandes luces. Losas postensadas.

La arquitectura contemporánea, aboga cada vez más por diseñar espacios más amplios,  que permitan una mayor flexibilidad en cuanto a las distribuciones y los usos.  El conseguir grandes luces, está condicionado por la limitación del espesor en el canto del forjado, que tiende a ser estricto en edificación.

La introducción de la técnica del hormigón postesado en forjados de edificación hace más de 30 años en EEUU, Australia y parte de Europa,  abrió un amplio espectro de posibilidades constructivas. En España por el contrario, no ha conseguido despegar, quizás sea por la escasez de información sobre las posibilidades de este sistema, por la ausencia de normativa específica y recomendaciones técnicas puestas al servicio de los profesionales y también en cierta medida por la educación tradicional de los proyectistas de estructuras en edificación, alejados de estos métodos a los que estaban más habituados los proyectistas de obra civil.

Como ejemplos de grandes obras realizadas en España por postensado de losas, caben destacar: el edificio Agbar de Barcelona, la Torre Espacio en Madrid y Pabellón de Aragón de la Expo 2008 entre otros.

Pero ¿cuál es el concepto del postensado y como es su ejecución en obra?

El postensado puede definirse como la introducción inicial de un estado de fuerzas a un elemento estructural, opuestas a las que producen las cargas de trabajo, con el fin de contrarrestarlas. De esta manera se aumenta su capacidad de carga y se disminuye la sección y la armadura del elemento.

Estas fuerzas se aplican mediante el tesado de  los cables de acero de alta resistencia (armadura activa). Su trazado está determinado desde proyecto y  generalmente es curvo siguiendo las zonas que resultan traccionadas. El tesado del cable envainado, se realiza cuando el hormigón ha alcanzado la resistencia que especifica el proyecto,  que generalmente es a los  3 o 4 días de del vertido y que es la suficiente para poder soportar el esfuerzo del pretensado.

Y cuáles son las ventajas de este sistema, sobre la losa maciza de hormigón:

1. Mayores luces con menos espesores, pudiéndose reducir hasta un 30% el canto de la losa sin reducir su capacidad portante.
2. Menor peso propio de los forjados.
3. Mayor ahorro en hormigón y acero corrugado.
4. Aceleración del proceso de descimbrado y desapuntalado, derivando en la reducción de tiempos de ejecución y costes.
5. Reducciones de flecha diferida, al introducir deformaciones opuestas a las cargas exteriores.
6. Mejor comportamiento de la losa ante la fisuración y mejor comportamiento por tanto ante el fuego desde el punto de vista de resistencia del hormigón.
7. Al estar la estructura comprimida a edades tempranas, disminuyen las retracciones, repercutiendo en un aumento de las juntas de dilatación.

Pero evidentemente todo sistema tiene sus inconvenientes  y en este se pueden citar:

1. Ejecución de pasos de instalaciones no previstos.
2. El encofrado a realizar es mayor.
3. La rotura del cordón  por cualquier causa requiere una reparación complicada. Además de la peligrosidad que entraña, pues al cortarse la tensión del cable cabe la posibilidad de que salte el anclaje activo con el consecuente riesgo para la personas y materiales.

PROCESO CONSTRUCTIVO DE UNA LOSA POSTENSADA.

Se puede hacer un esquema sencillo del este proceso:

1. Montaje del encofrado, replanteo y colocación de tabicas.
2. Replanteo de los anclajes, colocación de vainas y cajetines para los anclajes activos.
3. Replanteo de pasos de instalaciones, bajantes y placas de anclaje.
4. Colocación del mallazo en la cara inferior.
5. Colocación de los refuerzos de estructura como los de punzonamiento en pilares, zunchos y armadura de refuerzo de huecos.
6. Colocación de  la armadura activa.
7. Comprobaciones.
8. Vertido de hormigón, fratasado y curado.
9. Introducción de cuñas de apriete en los anclajes activos y pintado de sobre-longitudes de los cables, para una vez tesados poder medir su alargamiento.
10. Tensado de los cables, comprobación y corte de la sobre-longitud del cable.
11. Protección del cajetín rellenándolo de mortero.

Con este proceso constructivo, se llevo a cabo en la construcción de los forjados del Hospital de Igualada. Una vez terminada la obra, se elaboró un informe en dos partes parte I  y parte II , donde se detallan el proceso de montaje, hormigonado y tensado, todo ello desarrollado con fotografías y texto explicativo.  El Control de calidad, control de ejecución y evaluación de los riesgos de cada fase completan el informe.

Los materiales y elementos que se emplean en el proceso deben cumplir ciertas características exigibles.

En el caso de las vainas  que recubren el acero, tienen que ser estancas durante el hormigonado, además de tener resistencia transversal al aplastamiento, deformaciones por golpes, efectos del vibrado, etc. Tienen que ser flexibles para poder adaptarse al trazado del proyecto.

Respecto al hormigón  es el mismo que se utiliza en edificación. Necesitaremos resistencias mayores, ya que en el pretensado sometemos habitualmente al hormigón a compresiones más elevadas. Se aconseja trabajar con hormigones de resistencia igual o superior a 35 MPa.

La armadura activa son aceros de alta resistencia. La EHE  denomina tendón a la unidad de armadura a efectos de cálculo, esto es, al conjunto de armaduras de pretensado que se alojan en el mismo conducto. Su característica principal debe ser un elevado límite elástico. Como orden de magnitud este acero va a trabajar:

Bajo cargas permanentes a unos 1.200 N/mm2 y bajo sobrecargas máximas a unos 1.300-1.400 N/mm2.

El cordón generalmente utilizado en España para forjados postensados es de 7 alambres de acero y  de 15,2mm.

Los anclajes activos son los elementos a través de los cuales se transmite al hormigón la fuerza de pretensado concentrada en los extremos del tendón. Suelen ser placas metálicas, cuñas y elementos de protección frente a la corrosión. El efecto de anclaje de los tendones se consigue por las cuñas de acero que se disponen entre el tendón y el orificio de la placa de anclaje. Cuando el gato de tesado suelta el cordón, este intenta retroceder clavando más las cuñas. Los anclajes deberán desarrollar al menos un 96% de la carga de rotura mínima exigida para los tendones.

Los anclajes pasivos  son los que se sitúan en el extremo de las armaduras activas por el que no se realiza el tesado. Los anclajes de postensado concentran su fuerza en una zona reducida de hormigón por lo que es necesario reforzarla anclándola a una jaula de armadura pasiva y colocando cercos transversales que absorban las tracciones perpendiculares al eje. Generalmente son barras del diámetro 8 y 12mm.

Para terminar podemos decir que la técnica del postensado ha sido poco utilizada en España y  la práctica totalidad de obras de este tipo se ha desarrollado en centros comerciales, universidades, hospitales,  parkings, oficinas,  hoteles y edificación industrial.

Por tanto no existe un uso específico para la realización de este tipo de losas, solamente una adecuada combinación de luces y cargas de diseño, que también pueden ser utilizadas en la construcción de viviendas. Sirva como ejemplo el siguiente video la construcción de edificio de viviendas de VPO en el ensanche de Vallecas (Madrid), a iniciativa de la empresa municipal de la vivienda.