Iván Negrín ha ganado la primera edición del Premio EMA (Excelencia y Mérito Académico) de estructuras de edificación 2023. Se trata de un premio otorgado por la Asociación de consultores de estructuras de edificación (ACIES), una convocatoria dirigida a estudiantes e investigadores con interés en el cálculo de estructuras de edificación. Tengo el honor de dirigir su tesis doctoral junto con el profesor Moacir Kripka. Iván es un estudiante de nuestro Programa de Doctorado, de nacionalidad cubana y que tiene una beca predoctoral para realizar su trabajo de investigación. El estudio se enmarca dentro del proyecto de investigación HYDELIFE que dirijo como investigador principal en la Universitat Politècnica de València. ¡Enhorabuena, Iván!
Este galardón, impulsado por la Junta Directiva de ACIES, persigue los siguientes fines:
Dar a visibilidad y reconocimiento la labor de estudiantes e investigadores en el campo de la consultoría de estructuras de edificación
Promocionar el interés de las nuevas generaciones en la consultoría de estructuras de edificación
Fomentar la incorporación de estudiantes con formación e interés en el mundo laboral del gremio de la consultoría de estructuras de edificación.
Poner en valor la importancia de la consultoría de estructuras de edificación dentro de la construcción a través de las nuevas generaciones.
“Mediante la aplicación de la novedosa metodología de diseño propuesta se busca formular problemas de optimización que exploren en profundidad la posibilidad de construir estructuras mixtas o híbridas. Esto con el objetivo de obtener diseños más económicos, respetuosos con el medio ambiente, de gran impacto social, fáciles de construir y duraderos”, especifica en su trabajo Negrín.
Figura 1. Sistema autotrepante para pilas inclinadas. https://www.peri.es/productos/encofrados/soluciones-para-obra-civil/sistemas-de-trepado/acs-self-climbing-system.html
Cuando se trata de ejecutar las pilas de puente que sean inclinadas, existen sistemas de encofrado autotrepante que es variable y regulable. Las distintas plataformas que componen este sistema pueden regularse en su inclinación, creando así una zona de trabajo horizontal que facilita la realización segura y cómoda de tareas como la colocación de armaduras, el encofrado, el hormigonado y la terminación.
Este sistema permite elevar cuatro niveles de trabajo de una puesta a otra sin necesidad de grúa. Estos niveles incluyen la plataforma de hormigonado, el nivel de encofrado y desencofrado, la plataforma que alberga el sistema hidráulico y los controles, y la plataforma de terminación destinada a desmontar soportes de trepado y conos de anclaje. El sistema de encofrado trepante a una cara permite resolver muros o pilas en altura, sin necesitar de las barras dywidag.
Con respecto a los encofrados trepantes inclinados utilizados en los pilonos de puentes y otros paramentos inclinados, como los vistos en un artículo previo para una presa, se destaca la importancia de anclar la consola, ya que este factor condiciona la resistencia del hormigón. Esta limitación no se presenta al trepar elementos verticales, dado que, en ese caso, el hormigón no experimenta flexiones, lo que implica que las resistencias necesarias para el ascenso son considerablemente menores. Es crucial que el proveedor del sistema de anclaje establezca claramente cuál es este límite para asegurar la eficacia del anclaje en situaciones que involucren elementos inclinados.
Os dejo a continuación un artículo donde se describe en detalle el proceso constructivo de las pilas y torres del Puente de la Constitución de 1812 sobre la Bahía de Cádiz. Espero que os sea de interés.
Figura 1. Ejecución de muros de presa con inclinación variable. https://www.ulmaconstruction.com/es/encofrados/encofrados-trepantes/sbd-170-consola-de-trepado-para-presas
En el ámbito de construcciones como presas, galerías, esclusas, diques o edificaciones que enfrentan considerables cargas procedentes del hormigonado, se emplean encofrados trepantes específicos configurados a medida para adaptarse a cambios de inclinación vertical hacia adelante y hacia atrás según el proyecto. Este encofrado es un sistema trepante de una sola cara, en el cual las fuerzas generadas durante el hormigonado se descargan sin la necesidad de anclajes tradicionales. En su lugar, se utilizan consolas equipadas con correas y tornapuntas de alta capacidad, transmitiendo las fuerzas hacia el anclaje mediante la consola. Se pueden ejecutar muros con grandes desplomes, con las plataformas de trabajo siempre horizontales.
Estos encofrados son robustos y rentables, eliminando la necesidad de costosos trabajos de terminación al prescindir de anclajes de encofrado que requieran sellado individual. Además, el sistema se desplaza sobre el carro sin necesidad de grúa, facilitando el ferrallado, el montaje de consolas y encofrados, así como el desencofrado de vanos mediante el basculamiento del encofrado.
En el mercado existen soluciones estándar para alturas de bloques de hasta 5 m. Estas soluciones incorporan plataformas de trabajo amplias, con anchuras de hasta 2,80, m y garantizan subidas y bajadas seguras entre las plataformas gracias a un sistema de acceso integrado.
Figura 2. Consola de trepado para presas. https://www.ulmaconstruction.com/es/encofrados/encofrados-trepantes/sbd-170-consola-de-trepado-para-presas
Las principales ventajas de los sistemas trepantes para presas incluyen la obtención de una solución robusta y rentable para cargas pesadas. Las distancias entre consolas permiten trabajar con módulos de encofrado de gran tamaño, optimizando la capacidad de carga y logrando soluciones económicas.
Además, se emplean anclajes diseñados específicamente para este tipo de consolas. Los conos de trepado descargan esfuerzos de tracción y transversales en el hormigón, con conos de protección anticorrosiva que se recuperan y reutilizan, dejando únicamente la barra y la contraplaca de forma permanente en el hormigón.
La flexibilidad en la planificación es otra ventaja, pues este sistema permite hormigonar superficies inclinadas hacia adelante o atrás, incluso en construcciones circulares. La capacidad de montar lateralmente consolas adicionales facilita el encofrado de superficies inclinadas, permitiendo la inclinación que indique el fabricante en su manual de producto y posibilitando la instalación de accesos prácticamente horizontales.
Os dejo un vídeo de ULMA sobre la utilización de estos encofrados en presas.
Referencias:
AFECI (2021). Guía sobre encofrados y cimbras. 3ª edición, Asociación de fabricantes de encofrados y cimbras, 76 pp.
Figura 1. Mecano reticular. http://www.dercons2000.com/es/productos/mecano-reticular
El encofrado tipo mecano se compone de una estructura principal de acero, madera o aluminio, fácil de ensamblar y adaptable a diversas superficies. Este sistema forma una base plana y robusta que facilita la construcción de forjados de hormigón armado, ya sean macizos o aligerados, siendo especialmente útil en la edificación de estructuras de varias plantas o plantas de grandes dimensiones.
En ciertos casos, se puede diseñar con sistemas de cimbra como soporte estructural o mediante el uso de puntales. Este enfoque se emplea en la ejecución de edificios de múltiples niveles y plantas extensas, permitiendo el hormigonado en fases sucesivas para un máximo aprovechamiento de los recursos. Solo se requiere el material de encofrado para una planta y el apuntalado correspondiente, ya sea para una, dos o tres plantas adicionales.
El montaje se realiza de manera rápida, cómoda y sencilla, ofreciendo una flexibilidad adicional al permitir la instalación previa de la retícula metálica antes de colocar los tableros. La recuperación del material se lleva a cabo retirando solo los elementos esenciales en ambas direcciones del forjado y sin necesidad de personal especializado. Este sistema es compatible con el uso de cubetas en forjados unidireccionales o bidireccionales, asegurando nervios más rectos y evitando pérdidas de hormigón para lograr un acabado superior. Aporta seguridad mediante una estabilidad máxima y comodidad con una distancia de 2 m entre puntales. Además, resulta económico, con una tasa de 1,50 puntales/m2. Únicamente se requiere un martillo para el proceso de montaje.
La estructura portante del sistema se forma mediante vigas longitudinales y puntales o cimbras, eliminando la necesidad de reapuntalamiento o desplazamiento de puntales desde el inicio del montaje hasta la retirada completa del encofrado. Los elementos recuperables, como cubetas, tableros, transversales y cabezales, se retiran varios días después del vertido del hormigón para ser reutilizado en una nueva instalación.
Este sistema se destaca por sus calles amplias, lo que agiliza el proceso de montaje y facilita la introducción de carros de montaje entre ellas. Además, ofrece la flexibilidad de ejecutar diversas geometrías al variar las dimensiones de las calles y elementos longitudinales. Su adaptabilidad se extiende a zonas macizadas y aligeradas mediante el uso de tableros, cubetas y semicubetas.
La seguridad es una característica integral de este sistema, permitiendo una fácil integración de protecciones perimetrales y sistemas de protección de bordes en los huecos existentes. Las redes bajo el forjado ofrecen una protección colectiva, añadiendo un nivel adicional de seguridad al sistema.
Os dejo algunos vídeos explicativos.
También os dejo un folleto comercial de este sistema.
Figura 1. Encofrado para losas con sistema de cabezal de caída. https://www.peri.es/productos/encofrados/encofrados-para-losas/skydeck-slab-formwork.html
Un encofrado con sistema de desencofrado con cabezal de caída es un encofrado ligero y manejable, conformado por paneles enmarcados en aluminio. Este sistema está diseñado para la ejecución de forjados de losa maciza de gran superficie, con espesores de losas de hasta 95 cm. El desencofrado se realiza a través de los cabezales de caída, quedando únicamente estos elementos como material portante.
El encofrado se monta sin la necesidad de grúas u otros dispositivos de elevación, otorgando a los operarios un entorno de trabajo seguro y ergonómico. El montaje es sistemático con piezas ligeras, lo que reduce los plazos de ejecución. Los tableros de encofrado pueden integrarse en el emparrillado o colocarlos después de haber instalado dicho emparrillado, sirviendo como plataforma para su instalación.
La presencia de una viga longitudinal posibilita la utilización de un menor número de puntales, generando ahorros de tiempo y facilitando el transporte horizontal del material de encofrado (uno por cada 3,45 m2 de superficie para losas de hasta 40 cm de espesor). Además, se logra una ampliación del espacio disponible tanto para el encofrado como para el transporte, lo que contribuye a reducir los riesgos asociados.
Este sistema permite un desencofrado sencillo y seguro en pocos días, dependiendo del espesor de la losa, de las condiciones climáticas y de la resistencia del hormigón. Los paneles se desprenden con facilidad del hormigón y pueden reutilizarse de inmediato en la siguiente etapa, reduciendo así la cantidad de material necesaria en obra, pues las vigas y los paneles se liberan para la siguiente fase.
Figura 2. Componentes ligeros, de unos 15 kg. https://www.peri.es/productos/encofrados/encofrados-para-losas/skydeck-slab-formwork.html
El desbloqueo del cabezal de caída se logra con un simple golpe de martillo, dando lugar a un descenso de 6 cm en el encofrado. Este movimiento facilita la bajada de los paneles y las vigas longitudinales, mientras que los puntales con cabezal de caída y los cubrejuntas permanecen firmemente en su lugar.
Figura 3. Golpe de martillo para desbloquear el cabezal de caída. https://www.peri.es/productos/encofrados/encofrados-para-losas/skydeck-slab-formwork.html
Durante el montaje, los paneles se suspenden desde abajo y se inclinan hacia arriba, siguiendo una secuencia sistemática que garantiza la seguridad. El emparrillado crea una superficie transitable, proporcionando seguridad para la colocación del panel de encofrado por parte de los operarios. Es esencial incorporar sistemas provisionales de protección de borde en todos los lados en voladizo del encofrado horizontal y en los huecos existentes para evitar caídas en altura.
Como ventajas de este sistema, se pueden apuntar las siguientes:
La mayor parte del encofrado puede desmontarse y reutilizarse a partir del tercer día, quedando el cabezal de caída junto con su puntal como los únicos elementos portantes del sistema. La incidencia de puntales es mínima, con 0,4 puntales/m² durante el hormigonado y 0,2 puntales/m² después del desencofrado.
Se logra un ahorro notable de hasta el 50 % en material en comparación con sistemas tradicionales de vigas de madera, gracias al desencofrado temprano, tanto en términos de vigas como de tableros. Además, se reducen los costos de envío debido a la menor necesidad de material en la obra, liberando así más tiempo para otras actividades de la grúa.
El sistema garantiza un proceso eficiente una vez desencofrado mediante el desmontaje temprano del cabezal de caída, permitiendo que el material se transfiera directamente del techo al palet sin caer al suelo. El equipamiento demuestra durabilidad con sus robustos elementos de acero galvanizado de alta resistencia, diseñados para resistir impactos y proteger contra daños.
La integridad del tablero se mantiene gracias a la protección de sus bordes por parte del sistema, eliminando la necesidad de utilizar clavos y reduciendo así los posibles daños. Asimismo, se evitan los costos adicionales asociados con la reposición de vigas de madera inutilizables en comparación con los sistemas tradicionales de vigas de madera.
Os dejo algunos vídeos al respecto de este sistema.
También os dejo un catálogo, por si os resulta de interés.
Figura 1. Disposición en obra de un encofrado vertical de muro. Imagen: V. Yepes
Los encofrados de muros se componen por paneles recuperables de encofrado, cuya superficie encofrante generalmente es de madera, y en algunos casos, metálicos. Estos paneles se soportan por bastidores de acero o vigas de madera o acero interconectadas, exigiéndose en muchos casos acabados vistos. Además de los modelos tradicionales, existe la posibilidad de utilizar módulos prefabricados con dimensiones predeterminadas por el fabricante o encofrados a medida.
Así pues, los encofrados de muros se pueden clasificar en tres grandes grupos:
Los construidos en la misma obra a base de un entablado de contrachapado o de tablas, costillas y carreras.
Los prefabricados y montados en obra, consistentes en entablados de contrachapado o de tablas que se unen a elementos de madera.
Los paneles de encofrado prefabricados y patentados, que emplean paramentos de contrachapados unidos y protegidos.
Cuando se trata de muros a dos caras, ya sean circulares o rectos, los esfuerzos del hormigonado a través del panel se transmiten a tirantes internos que atan las dos caras encofrantes. En el caso de muros a una cara, se precisa el respaldo de estructuras metálicas para transferir la carga del encofrado a una cimentación previamente preparada con anclajes perdidos. Estos encofrados verticales presentan agrupaciones de elementos:
El sistema encofrante, que da textura y soporta la presión del hormigón fresco
La estructura de soporte, constituida por un marco exterior y unas costillas interiores de refuerzo
Los encofrados tipo marco operan estructuralmente como un emparrillado plano, apoyándose en los anclajes. En la fase inicial, el encofrado recibe las cargas generadas durante el hormigonado y las distribuye hacia los perfiles que conforman el marco. A su vez, este marco transfiere las cargas desde el forro a los anclajes, especialmente en el caso de los encofrados de doble cara. Los anclajes trabajan principalmente en tracción para sostener el marco.
En los encofrados de una sola cara, los elementos tipo marco transfieren estas cargas hacia una estructura de soporte. En un encofrado de vigas, el forro recibe la presión del hormigón fresco y la distribuye a las vigas, asumiendo la forma de una carga distribuida. Cada viga desempeña la función de una viga continua, con tantos puntos de apoyo como correas tenga el componente. A su vez, cada correa funciona como una viga continua con tantos puntos de apoyo como anclajes estén posicionados sobre él, en el caso de muros encofrados a dos caras, o como estructuras de soporte en el caso de muros encofrados a una cara. Los anclajes soportan las correas, resistiendo todas las cargas transmitidas a través de ellos en forma de tracción.
Figura 2. Encofrado para muros con vigas. Fuente: https://www.peri.es/productos/encofrados/encofrados-para-muros/vario-gt-24-girder-wall-formwork.html#&gid=1&pid=1
Los anclajes se componen de barras de acero de alto límite elástico con rosca autolimpiante. Estos elementos se denominan espadas o espadines. El diámetro más común es Ø15 mm para situaciones habituales. Solo en situaciones de elevadas presiones de hormigón fresco se recurre a diámetros mayores, como Ø20 mm. Las propiedades de las barras de anclaje comerciales están reguladas por la norma DIN 18.216, que establece los coeficientes de seguridad para el cálculo de estas barras (γF = 2 para las acciones). Según lo establecido en dicha norma, el valor característico de la tracción máxima admisible es de 90 kN para barras de Ø15 mm y de 150 kN para barras de Ø20 mm.
La transmisión de la carga desde el elemento encofrante hacia la barra, en forma de tracción, se logra a través de una placa de reparto y una tuerca. En muchos casos, los fabricantes integran estos dos componentes en una única pieza.
La barra atraviesa el elemento que será hormigonado, y el conjunto se mantiene en equilibrio debido a que la presión de hormigonado y, por consiguiente, la tracción ejercida sobre la barra, es igual en ambas caras. Para recuperar la barra de anclaje después de que el hormigón ha fraguado, se coloca dentro de un tubo pasamuro que cuenta con conos en ambos extremos, generalmente fabricados en PVC. Suelen tener un diámetro de 22 y 26 mm.
En la actualidad, los elevados costos de mano de obra en la construcción demandan sistemas de encofrado cada vez más simples y eficientes. La mayoría de las empresas optan por sistemas prefabricados de encofrado de uso universal. Estos sistemas permiten la modulación de paneles con pocas piezas diferentes, abordando de manera sencilla, segura y económica las necesidades específicas de la obra. Además, el diseño de los paneles planos facilita un almacenamiento y transporte óptimos.
La resistencia y versatilidad en los paneles modulares hacen de este sistema un producto capaz de abordar con sus elementos estándar la mayoría de situaciones que surgen tanto en edificación como en obra civil. Ya sea para muros de hormigón rectos, circulares, irregulares o para las intersecciones entre estos. Este sistema también permite definir la textura del hormigón al posibilitar la colocación de elementos fácilmente adheribles al panel. De esta manera, se logran texturas de acabado y estética exigidas para el hormigón visto.
En este vídeo vemos el encofrado de un muro a una cara.
Aquí os dejo algunos vídeos más al respecto.
Referencias:
AFECI (2021). Guía sobre encofrados y cimbras. 3ª edición, Asociación de fabricantes de encofrados y cimbras, 76 pp.
