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Losa aligerada bidireccional

Las losas aligeradas bidireccionales son losas de hormigón armado en las cuales se eliminan las partes sobrantes de hormigón, produciendo vacíos que reducen la cantidad de hormigón y disminuyen su peso propio.

Mientras que el hormigón se ha utilizado durante miles de años, el uso del hormigón armado generalmente se atribuye a Joseph-Louis Lambot en 1848. Joseph Monier, un jardinero francés, patentó un diseño para las bañeras jardín reforzadas en 1868, y posteriormente patentó vigas de hormigón armado, postes para ferrocarril y guardarailes para carreteras.

El principal inconveniente en las construcciones de hormigón, en el caso de losas horizontales, es su alto peso, que limita la luz de vano. Por esta razón importantes desarrollos de hormigón armado se han centrado en mejorar este hándicap, ya sea para reducir el peso o para mejorar su comportamiento a la tracción y flexión.

Uno de los primeros ejemplos aún en uso, es el Panteón en Roma, construido AD 125. Aunque no se trata de hormigón reforzado, se utilizaron arcas para reducir el peso.

Losas bidireccionales

Las losas bidireccionales van dirigidas a la reducción el peso propio. Varios métodos se han introducido en las últimas décadas, pero con un éxito muy limitado, debido a los problemas principales con capacidad a cortante, punzonamiento y la resistencia al fuego.

En la segunda mitad del siglo XX, se hicieron varios intentos para crear losas bidireccionales con cavidades huecas para reducir el peso. Mayoría de los intentos han consistido en la colocación de bloques de materiales menos pesados tales como el poliestireno expandido entre el fondo y la capa de compresión, o de cubetas de polipropileno para la formación de forjados reticulares.

Una de estas variantes son los forjados reticulares, que han ido ganando aceptación en el mercado. En un inicio estuvo limitado su uso debido a reducidas resistencias a cortante y punzonamiento local, lo que ha de combatirse con macizados de hormigón armado en los apoyos.

Composición

La geometría las losas bidireccionales y en particular de un forjado reticular se caracteriza por vaciados ortoédricos de cierto tamaño, colocados en una cuadrícula modular precisa. Los forjados reticulares, son losas de hormigón armado, heterogéneas en cuanto a sección, armadas en dos direcciones perpendiculares y aligeradas.

Estas estructuras admiten flexiones que pueden ser descompuestas según las direcciones del armado, formando con los soportes una matriz espacial con gran capacidad para recoger las acciones verticales y con capacidad suficiente para las horizontales.

Los forjados reticulares no presentan vigas de cuelgue, formando parte de los denominados forjados planos, siendo estos los más usados en edificación.

Los parámetros fundamentales que definen las características del forjado reticular son:

• Separación entre ejes de nervios (e)
• Espesor básico de los nervios (b)
• Canto total de la placa (H)
• Altura del bloque aligerante (h)
• Espesor de la capa de compresión (c)

Teoría

En principio, las losas aligeradas bidireccionales actúan como losas sólidas. Por consiguiente, su diseño es similar al de estas pero con menos peso propio debido a la cantidad reducida de hormigón. Investigaciones realizadas por universidades de Alemania, Holanda y Dinamarca basadas en los Eurocódigos, concluyen las losas aligeradas bidireccionales actúan de igual manera que una losa sólida.

Mientras que una losa aligerada bidireccional como el sistema BubbleDeck debe calcularse como una losa maciza, ciertos sistemas de losas nervadas, como el sistema U-boot Beton o el sistema Holedeck, consistentes en una rejilla de vigas ortogonales, deben calcularse como vigas.

El sistema Holedeck, también presenta huecos en las nervaduras, lo que hace que la estructura resultante sea más ligera, versátil y sostenible, además de permitir el paso de instalaciones por su interior.

La tecnología de losas aligeradas bidireccionales ha sido incorporada en normativas internacionales como los Eurocódigos y varios códigos nacionales como la CUR de los países bajos.

Comportamiento al fuego

Dado que las losas aligeradas bidireccionales (p. ej. con esferas) actúan como una losa sólida, la resistencia al fuego es sólo una cuestión del espesor de capa de hormigón. La resistencia al fuego depende de la temperatura en las barras y por lo tanto de la transmisión de calor. Dado que las zonas donde se concentra la armadura es maciza, la resistencia al fuego varía en base al recubrimiento de hormigón propuesto.

Características

• Baja relación peso/rigidez.
• Estructura monolítica continua.
• Disminución de hasta un 35% en peso propio en comparación con una losa maciza correspondiente – igual rigidez.
• Comportamiento simple y monolítica, uniforme y continua la distribución de fuerzas.
• Ductilidad mejorada debido a una mayor relación resistencia/peso.

Ventajas

• Los beneficios frente a las losas macizas son: Reducción del peso propio - hasta en un 35% frente a las losas macizas.
• Mayor luz entre pilares – hasta un 50% superior que las estructuras tradicionales.
• Reducción del uso de hormigón –cada kg. de plástico puede evitar la puesta en obra de hasta 100 kg de hormigón.
• Colabora con el medio ambiente verde y la sostenibilidad – reducción de la energía y las emisiones de carbono.

Economía

Menor consumo de hormigón y acero con un espesor igual. Disminución de los espesores de losa. Posibilidad de aumentar el número de plantas del edificio con la misma altura total (Torres) y aumento del volumen del edificio (edificabilidad). Rápido y fácil de implementar.

Flexibilidad

Luz de vano hasta 20 metros. Sin vigas entre pilares. Reducción en el número de pilares. Puede utilizarse junto con prefabricados. No requiere de manejo o equipo de elevación. Posibilidad de estructuras unidireccionales por medio de implementos.

Sismoresistente

Buen comportamiento frente a sismos debido a su menor masa sísmica. Menos limitaciones dimensionales de los elementos.