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Reportaje publicado en la revista Informacions, número 248 (enero 2012)
Prefabricación: puentes hechos a medida
La prefabricación en España tiene buena salud y es pionera en Europa. Ha permitido desarrollar una nueva generación de puentes de hormigón con grandes prestaciones estructurales y estéticas. Profesores de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos de Barcelona de la UPC explican las claves que lo han hecho posible.
09/02/2012
En el ámbito de la ingeniería civil, especialmente en el de la construcción de puentes, la calidad, la belleza y la resistencia son atributos que tradicionalmente se han asociado a las obras construidas in situ. Por el contrario, la prefabricación se ha relacionado con construcciones sin alma y de poca calidad arquitectónica. Esto ha sido así durante muchos años, probablemente porque en el inicio la prefabricación era un sistema de construcción más o menos industrializado en que lo más importante era reducir costes y tiempo. Asimismo, no se exigía ninguna calidad estética al resultado final.
La época de gran crecimiento de la construcción mediante elementos prefabricados de hormigón coincide con el periodo de 1950-1970, en el que había una necesidad urgente de viviendas derivada de la Segunda Guerra Mundial. Se trata de sistemas de construcción que se desarrollaron fundamentalmente en Alemania y se generalizaron rápidamente, sobre todo en los países del Este.
Pero desde entonces los sistemas constructivos industrializados y prefabricados han experimentado cambios substanciales, hasta el punto que, en la actualidad, las posibilidades de diseño son ilimitadas y se puede construir en fábrica cualquier elemento de un edificio o puente que después se tenga que montar en el lugar que le corresponda en la obra.
Pero estos no son las únicas ventajas que destacan los expertos. De entrada, la prefabricación ofrece la posibilidad de la construcción en paralelo. Esto quiere decir que mientras se fabrican las piezas en instalaciones industriales se pueden preparar y acondicionar los terrenos donde se alzará el puente. Así se ahorra tiempo y disminuyen los términos de ejecución de las obras.
Además, es un sistema de construcción que permite reducir al máximo el alto riesgo de sobreprecio que pueden suponer las condiciones climatológicas, sobre todo en invierno. “La prefabricación permite independizarse del medio, ya sea el clima, las avenidas en ríos o el tráfico”, afirma Antonio Marí, del Departamento de Ingeniería de la Construcción de la UPC. Es una solución constructiva industrializada, “cosa que permite controles de calidad que son imposibles de conseguir en la obra. Los materiales se fabrican en planta haga frío o calor, con la dosificación adecuada y en condiciones y con métodos absolutamente controlados. Gracias a esto se consigue una gran calidad y homogeneidad de los acabados”, añade. Finalmente también permite reducir los riesgos laborales, ya que el trabajo se hace en fábrica y los procesos de montaje a pie de obra implican pocos operarios especializados y están estandarizados y muy controlados.
No obstante, no todo son ventajas. Los puntos débiles de las estructuras construidas con elementos prefabricados de hormigón son, sin duda, las conexiones entre los diferentes elementos, las uniones entre éstos y la estructura in situ y los aparatos de apoyo. Lo que ha permitido resolver este problema y ha impulsado el desarrollo de este tipo de estructuras es la utilización de la técnica del pretensado. “Las bigas prefabricadas hoy en día se unen entre si mediante barras o cables de pretensado que hacen que un puente que está formado por piezas sueltas acabe siendo un puente continuo, una pieza monolítica, con todas las ventajas que esto supone en cuanto ala resistencia y rigidez”, explica Antonio Marí.
Durante muchos años el proyecto no lo han hecho los profesionales de la ingeniería, sino las empresas prefabricantes. Enrique Mirambell, especialista en estructuras metálicas del Departamento de Ingeniería de la Construcción, asegura que esto ha generado una falta de cultura sobre cómo se deben proyectar con elementos prefabricados, lo cual ha dado lugar a patologías habitualmente ligadas a las características específicas de la fabricación del hormigón. “El prefabricado es una estructura que evoluciona con el tiempo y que hay que saber apoyar para evitar que, por ejemplo, las acciones térmicas provoquen que los elementos de soporte se acaben rompiendo”, explica Mirambell.
“Por lo tanto, la elección del sistema de unión entre piezas es vital. Son factores que aun no están bien interiorizados”, concluye.
Es por este motivo que la nueva Instrucción española del hormigón estructural (EHE), la normativa española sobre el cálculo y la seguridad en las estructuras de hormigón aprobada en 2008, dedica por primera vez un capítulo a las estructuras prefabricadas.
Por otro lado, el transporte y la manipulación de piezas de gran volumen también pueden plantear complicaciones que hay que prever. Se trata de operaciones que se hacen mediante grúas de mil toneladas, controladas por ordenador, que pueden colocar piezas de 500 toneladas a 70 metros de altura con un radio (o brazo) de 30 metros.
Asimismo, son obras donde se debe tener en cuenta los accesos para los tráilers y la maquinaria pesada, y en la etapa de diseño del puente se tienen que prever la longitud y el peso de los elementos prefabricados en función de los accesos. A todo esto hay que sumar la dificultad que suponen determinados emplazamientos de obra (dentro del tejido urbano, por ejemplo), a los cuales puede ser imposible acceder o en los que no se pueden colocar los medios oportunos para la manipulación de los elementos prefabricados.
Todo esto exige una planificación minuciosa, es decir, los proyectos constructivos tienen que ser muy detallados, porque es muy costoso hacer correcciones en la obra que no estén previstas des del principio del proyecto. Por otro lado, no se puede olvidar la importancia de la coordinación entre las personas dedicadas a la fabricación y las que se dedican a la construcción para que estas últimas tengan preparados los elementos prefabricados para montarlos en la obra.
El Departamento de Ingeniería de la Construcción de la UPC hace años que colabora con empresas de prefabricación de hormigón punteras en España, como Prainsa. Su labor se ha centrado en dar apoyo científico y técnico al desarrollo de una tipología de puentes que actualmente es puntera en el mundo. Antonio Marí y Enrique Mirambell destacan sobre todo la importancia de haber sido capaces de crear nuevas sinergias de colaboración universidad-empresa. Ejemplos de esta cooperación son los trabajos de análisis estructural que han servido de base para la construcción de puentes como el de Las Pilas en Barbastro, el puente sobre el río Cinca o el puente sobre la ronda de la ciudad de Zaragoza.
Pocos límites para grandes estructuras en movimiento
La utilización de estructuras prefabricadas es una práctica cada vez más habitual en España. Esto ha sido posible gracias a una legislación que permite transportar y manipular grandes masad. Concretamente, la legislación no limita la carga total que puede transportar el vehículo, sólo limita la carpa por eje. Esto significa que se pueden trasladar bigas que pesan mucho. Además, se pueden transportar piezas de hasta cinco metros de anchura, siempre que se utilice un transporte especial y se lleve escolta. Se trata de ventajas que han favorecido el desarrollo de la prefabricación y el transporte de grandes estructuras, tanto de hormigón como metálicos.
La época de gran crecimiento de la construcción mediante elementos prefabricados de hormigón coincide con el periodo de 1950-1970, en el que había una necesidad urgente de viviendas derivada de la Segunda Guerra Mundial. Se trata de sistemas de construcción que se desarrollaron fundamentalmente en Alemania y se generalizaron rápidamente, sobre todo en los países del Este.
Pero desde entonces los sistemas constructivos industrializados y prefabricados han experimentado cambios substanciales, hasta el punto que, en la actualidad, las posibilidades de diseño son ilimitadas y se puede construir en fábrica cualquier elemento de un edificio o puente que después se tenga que montar en el lugar que le corresponda en la obra.
Múltiples formas y acabados
Puentes arco, puentes biga, puentes atirantados sustentados por cables, construidos con acero, hormigón armado o pretensado, de estructura mixta de acero y hormigón. Cada vez son más los profesionales que piensan que la prefabricación ofrece soluciones versátiles muy interesantes técnicamente, formalmente atractivas y económicamente competitivas. Pero estos no son las únicas ventajas que destacan los expertos. De entrada, la prefabricación ofrece la posibilidad de la construcción en paralelo. Esto quiere decir que mientras se fabrican las piezas en instalaciones industriales se pueden preparar y acondicionar los terrenos donde se alzará el puente. Así se ahorra tiempo y disminuyen los términos de ejecución de las obras.
Además, es un sistema de construcción que permite reducir al máximo el alto riesgo de sobreprecio que pueden suponer las condiciones climatológicas, sobre todo en invierno. “La prefabricación permite independizarse del medio, ya sea el clima, las avenidas en ríos o el tráfico”, afirma Antonio Marí, del Departamento de Ingeniería de la Construcción de la UPC. Es una solución constructiva industrializada, “cosa que permite controles de calidad que son imposibles de conseguir en la obra. Los materiales se fabrican en planta haga frío o calor, con la dosificación adecuada y en condiciones y con métodos absolutamente controlados. Gracias a esto se consigue una gran calidad y homogeneidad de los acabados”, añade. Finalmente también permite reducir los riesgos laborales, ya que el trabajo se hace en fábrica y los procesos de montaje a pie de obra implican pocos operarios especializados y están estandarizados y muy controlados.
No obstante, no todo son ventajas. Los puntos débiles de las estructuras construidas con elementos prefabricados de hormigón son, sin duda, las conexiones entre los diferentes elementos, las uniones entre éstos y la estructura in situ y los aparatos de apoyo. Lo que ha permitido resolver este problema y ha impulsado el desarrollo de este tipo de estructuras es la utilización de la técnica del pretensado. “Las bigas prefabricadas hoy en día se unen entre si mediante barras o cables de pretensado que hacen que un puente que está formado por piezas sueltas acabe siendo un puente continuo, una pieza monolítica, con todas las ventajas que esto supone en cuanto ala resistencia y rigidez”, explica Antonio Marí.
Durante muchos años el proyecto no lo han hecho los profesionales de la ingeniería, sino las empresas prefabricantes. Enrique Mirambell, especialista en estructuras metálicas del Departamento de Ingeniería de la Construcción, asegura que esto ha generado una falta de cultura sobre cómo se deben proyectar con elementos prefabricados, lo cual ha dado lugar a patologías habitualmente ligadas a las características específicas de la fabricación del hormigón. “El prefabricado es una estructura que evoluciona con el tiempo y que hay que saber apoyar para evitar que, por ejemplo, las acciones térmicas provoquen que los elementos de soporte se acaben rompiendo”, explica Mirambell.
“Por lo tanto, la elección del sistema de unión entre piezas es vital. Son factores que aun no están bien interiorizados”, concluye.
Es por este motivo que la nueva Instrucción española del hormigón estructural (EHE), la normativa española sobre el cálculo y la seguridad en las estructuras de hormigón aprobada en 2008, dedica por primera vez un capítulo a las estructuras prefabricadas.
Por otro lado, el transporte y la manipulación de piezas de gran volumen también pueden plantear complicaciones que hay que prever. Se trata de operaciones que se hacen mediante grúas de mil toneladas, controladas por ordenador, que pueden colocar piezas de 500 toneladas a 70 metros de altura con un radio (o brazo) de 30 metros.
Asimismo, son obras donde se debe tener en cuenta los accesos para los tráilers y la maquinaria pesada, y en la etapa de diseño del puente se tienen que prever la longitud y el peso de los elementos prefabricados en función de los accesos. A todo esto hay que sumar la dificultad que suponen determinados emplazamientos de obra (dentro del tejido urbano, por ejemplo), a los cuales puede ser imposible acceder o en los que no se pueden colocar los medios oportunos para la manipulación de los elementos prefabricados.
Todo esto exige una planificación minuciosa, es decir, los proyectos constructivos tienen que ser muy detallados, porque es muy costoso hacer correcciones en la obra que no estén previstas des del principio del proyecto. Por otro lado, no se puede olvidar la importancia de la coordinación entre las personas dedicadas a la fabricación y las que se dedican a la construcción para que estas últimas tengan preparados los elementos prefabricados para montarlos en la obra.
El Departamento de Ingeniería de la Construcción de la UPC hace años que colabora con empresas de prefabricación de hormigón punteras en España, como Prainsa. Su labor se ha centrado en dar apoyo científico y técnico al desarrollo de una tipología de puentes que actualmente es puntera en el mundo. Antonio Marí y Enrique Mirambell destacan sobre todo la importancia de haber sido capaces de crear nuevas sinergias de colaboración universidad-empresa. Ejemplos de esta cooperación son los trabajos de análisis estructural que han servido de base para la construcción de puentes como el de Las Pilas en Barbastro, el puente sobre el río Cinca o el puente sobre la ronda de la ciudad de Zaragoza.
Tecnología punta
El Departamento de Ingeniería de la Construcción de la UPC hace años que colabora con empresas de prefabricación de hormigón punteras en España, como Prainsa. Su labor se ha centrado en dar apoyo científico y técnico al desarrollo de una tipología de puentes que actualmente es puntera en el mundo. Antonio Marí y Enrique Mirambell destacan sobre todo la importancia de haber sido capaces de crear nuevas sinergias de colaboración universidad-empresa. Ejemplos de esta cooperación son los trabajos de análisis estructural que han servido de base para la construcción de puentes como el de Las Pilas en Barbastro, el puente sobre el río Cinca o el puente sobre la ronda de la ciudad de Zaragoza.
El Departamento de Ingeniería de la Construcción de la UPC hace años que colabora con empresas de prefabricación de hormigón punteras en España, como Prainsa. Su labor se ha centrado en dar apoyo científico y técnico al desarrollo de una tipología de puentes que actualmente es puntera en el mundo. Antonio Marí y Enrique Mirambell destacan sobre todo la importancia de haber sido capaces de crear nuevas sinergias de colaboración universidad-empresa. Ejemplos de esta cooperación son los trabajos de análisis estructural que han servido de base para la construcción de puentes como el de Las Pilas en Barbastro, el puente sobre el río Cinca o el puente sobre la ronda de la ciudad de Zaragoza.
La utilización de estructuras prefabricadas es una práctica cada vez más habitual en España. Esto ha sido posible gracias a una legislación que permite transportar y manipular grandes masad. Concretamente, la legislación no limita la carga total que puede transportar el vehículo, sólo limita la carpa por eje. Esto significa que se pueden trasladar bigas que pesan mucho. Además, se pueden transportar piezas de hasta cinco metros de anchura, siempre que se utilice un transporte especial y se lleve escolta. Se trata de ventajas que han favorecido el desarrollo de la prefabricación y el transporte de grandes estructuras, tanto de hormigón como metálicos.
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