Refuerzo estructural. Viguetas cerámicas (II)

Esta fue una solución constructiva ampliamente utilizada durante los años de posguerra, entre los cuarenta y sesenta, y obedece claramente a una economía de medios en la construcción. Popularmente se conocían como "viguetas de violín". Es una solución que a 25 – 30 años de  vida suele ser patológica (o incluso antes) si coexisten otros factores externos, fundamentalmente asociados a problemas de humedades por filtraciones o deterioro de la red de agua potable o de las redes de evacuación, así como por la humedad ambiental en elementos expuestos a cubierto pero a la intemperie (terrazas, cobertizos, marquesinas..) y en especial en zonas  próximas a la costa, que inician el proceso de corrosión de la armadura de la vigueta. Aún en condiciones óptimas en interior de vivienda, con el tiempo (pueden ser decenas de años), el pH del mortero que recubre el acero desciende, el recubrimiento se hace más permeable a la entrada del oxígeno (y en el caso de zonas de costa al ión cloro) y desencadena el proceso de oxidación del armado, el grado de corrosión y la afección a la resistencia estructural vendrá siempre determinado por las condiciones ambientales. El pasivado del acero que proporciona un pH alto del mortero que lo envuelve y lo protege de la corrosión se pierde paulatinamente.

  

 Vista inferior de un forjado de viguetas cerámicas afectado por la corrosión del armado.

 Es difícil calcular cuál será la vida útil de un elemento de este tipo, lo que sí es más evidente es que hay que tomar medidas en el momento se aprecian daños y fisuras en él, pues en caso de gran deterioro su estabilidad estructural es impredecible y pueden pasar pocas semanas desde que se aprecian daños significativos hasta que se produce un colapso parcial de una vigueta de estas características o de los elementos que la rodean (bovedillas, falsos techos).

 Fisuración del frente de forjado anterior al exterior, debido a la falta de zuncho de borde, se aprecian también los efectos del agua que pasa a la cara inferior debido a que no hay goterón. El único goterón consistía en un reborde de mortero bajo las rasillas que al romperse éstas ha desaparecido.

La diferencia de flechas entre viguetas contiguas hace que se rompa la bovedilla e incluso la capa de compresión.

Hago aquí un pequeño inciso: por daños significativos me refiero a grietas de 1cm de ancho, y en general aquellas en las que uno puede meter la mano, lo digo porque en ocasiones llaman al técnico por grietas "alarmantes" que luego no suelen llegar al milímetro, ni siquiera décimas, y que obedecen en muchas ocasiones a pequeños asientos habituales en las obras o debidos a las diferencias de dilatación entre los distintos materiales que componen los edificios y que normalmente no tienen mayor relevancia salvo en fachadas, donde pueden dar origen (y lo dan) a filtraciones. 

Las bovedillas de yeso o los enlucidos de yeso, principalmente en exteriores, suelen agravar mucho el estado de estas viguetas, por cuanto el yeso es altamente higroscópico, difícilmente se evapora el agua cuando éste la absorbe, sobretodo si no hay una ventilación adecuada y no se solucionan los problemas de filtraciones, y si hay sulfatos disueltos en ella (el yeso contiene azufre y el agua de lluvia suele disolver el yeso con facilidad) afectarán en gran medida al acero.

Detalle de vigueta afectada por corrosión del armado con una merma de más del 50% y expulsión del recubrimiento.

Es un poco frustrante que se haya dado tanta repercusión mediática a las viguetas de cemento aluminoso y que la palabra “aluminosis” sea ya algo comúnmente aceptado como el cáncer de la edificación, y que tenga este tipo concreto de vigueta “aluminosa” un estudio específico por parte de estamentos ligados a la edificación e incluso unas subvenciones particulares para la reparación de este tipo de viguetas y en cambio las viguetas cerámicas no hayan sido mencionadas siquiera, siendo al final igual de peligrosas que las primeras cuando el deterioro es irreversible. Por desgracia este tipo de situaciones sólo salen a la luz cuando se producen grandes siniestros con víctimas por medio, y por lo visto con este tipo de viguetas no los ha habido de momento o no han llegado a los medios de comunicación, pero ello no les resta el riesgo inherente que conllevan. Quiero creer que al menos quienes las empleaban eran conscientes de sus limitaciones, y por lo general se empleaban en luces cortas entre 3 y 3,5m...pero no siempre. Cierto es que el cemento aluminoso, y en particular las viguetas confeccionadas con él experimentaban un cambio en la matriz cementante del hormigón, pasando de una estructura molecular estable a otra más débil, que lo hacía más propenso al colapso estructural, cambio que se producía de forma casi repentina e impredecible transcurridos unos decenios. En varios cursos y conferencias a los que asistí finalmente tan relevante era este cambio estructural como también lo era la corrosión asociada a este deterioro físico del cemento, así que en cierta manera era en última instancia la corrosión del armado y la pérdida de su sección útil lo que acababa determinando el fallo estructural.

  

En la foto se aprecia un forjado con viguetas cerámicas, con una luz aproximada de 4m y voladizo exterior comprendido entre los 50 y 100cm. El primer signo de deterioro fue un paño adyacente ubicado al exterior ( el forjado de un porche cubierto pero a la intemperie), que tuvo que ser reforzado y apeado con un parteluz en los años 80. Unos diez años más tarde en esta estancia se produjeron grandes grietas y deformaciones en el falso techo, superiores a los dos centímetros de descuelgue. En menos de una semana las flechas aumentaron 1cm más y se desalojó esa estancia, afortunadamente ubicada en planta baja, pocos días después todo el falso techo (unos 10m2) cayó en bloque al suelo, junto con parte de las bovedillas que se habían desprendido por la expansión del armado oxidado (y que eran las que generaban la sobrecarga sobre el resto de la talla). La oxidación del armado de las viguetas fue debido a una pequeña filtración continua originada en las tuberías de cobre ubicadas en un tabique alicatado por ambas caras. La fuga no se detectó hasta pasados varios años, cuando esa pequeña filtración se hizo visible como un charco de agua en la base del tabique. Reparada la fuga y varios años después aún se aprecia que el forjado mantiene cierto grado de humedad que no se seca.

 Aspecto de los cascotes de entrevigado que cayeron al falso techo y que causaron en parte la caída de éste, tanto por la pérdida de sujección de los espartos cogidos a la bovedilla como por el exceso de carga que provocaban en los tramos adyacentes.

Previamente por estar debajo de una terraza se atribuyó a una falta de impermeabilización. Posiblemente fueran ambos factores, ya que el extremo del forjado de la terraza carecía del correspondiente zuncho de borde y éste a su vez del preceptivo goterón. Las rasillas que delimitaban la terraza tampoco poseían goterón, y la falta de un zuncho de borde provocaba la rotura de las mismas, con lo cual el agua entraba fácilmente por el frente y la cara inferior del forjado.

Detalle del efecto de la entrada del agua por la falta de zuncho de borde, la rotura de las rasillas del solado y la falta de goterón. Para agravar más la presencia del agua el enlucido inferior es de yeso.

 Forjado sobre vigas de madera y pilares de ladrillo macizo con mortero de cal, y parteluz metálico posterior.

 Vista del refuerzo efectuado hace veinte años, reparado con cemento rápido y barras de acero adicionales, actualmente también deteriorado, principalmente por causa del recubrimiento final con yeso.

En este caso particular la estructura presenta otros problemas asociados, falta de regularidad en planta (era una ampliación que se hizo en varias fases con distintos materiales), ya que partía de la preexistencia de una antigua terraza de vigas y viguetas de madera y pilares de ladrillo macizo con un mortero de cal muy poroso y degradado...y finalmente la primera reparación que se hizo en el primer tramo afectado presenta la misma patología veinte años después. El resto de la terraza se construyó en los años 70 con forjado de viguetas de hormigón pretensadas (ignoro aún si el cemento es aluminoso) y una viga metálica apeada en los pilares de ladrillo existentes. Lo habitual en estos casos, si se dan las condiciones adecuadas, es reforzar, y como medida cautelar apuntalar, pero en este caso hay tantos elementos deteriorados o potencialmente degradables que la opción más segura es la demolición y la ejecución de un nuevo forjado.

 Aspecto del forjado inferior de la ampliación de los años 70 con vigueta pretensada de hormigón T18. La vigueta, fuera o no de cemento aluminoso, presenta una degradación en los alambres de pretensado, con desprendimiento total del recubrimiento y mermas de más del 80% en algunas zonas, se aprecian algunos alambres sueltos, ya que con diámetros tan pequeños el acero pierde fácilmente toda su sección útil.

Desde el punto de vista estructural, comparado con otros sistemas de viguetas basados en hormigón (pretensado o no) o en perfiles de acero, las cerámicas presentan una baja resistencia con respecto a aquellas, tanto a esfuerzos flectores como a esfuerzos cortantes, dada la naturaleza de los materiales que la componen y por su ejecución, generalmente in situ y con un escaso control de calidad. Aunque en la web se pueden encontrar varios modelos que se patentaron en su época (algunos con un diseño relativamente mejor), el que voy a describir es el modelo que se empleó en Valencia y alrededores, y que es el que suelo encontrarme habitualmente. Básicamente se compone de piezas cerámicas cuya sección transversal tiene forma de ”T” invertida (similar a la sección de las actuales viguetas pretensadas T18), que suelen tener unos 25 o 30 cm de longitud y entre 18 y 20cm de altura, y generalmente tenían un hueco superior y otro inferior, abiertos, donde se alojaba la armadura superior e inferior (generalmente acero liso y de menor límite elástico que los que se emplean actualmente, por defecto se considera s=2600kg/cm2 si está en buen estado), siendo frecuente en algunos casos que no hubiera armado superior. El alma también estaba perforada para permitir la entrada del mortero de unión entre piezas consecutivas. La anchura de la zapatilla suele ser los 12cm habituales de las viguetas de hormigón.

Estas piezas se unían entre sí con mortero de cemento sobre una mesa o sopanda horizontal, con la parte inferior hacia arriba para colocar el armado correspondiente y recibirlo a continuación con el mortero de cemento. Una vez fraguado y endurecido se daba la vuelta y se completaba la cabeza superior con o sin armado de la misma forma. Evidentemente la calidad y resistencia del mortero que envolvía el acero podía ser en cualquier caso menor de lo que hoy en día podríamos considerar un hormigón estándar H-25, y su uniformidad a lo largo de la sección un misterio. Cabe reseñar que si una barra de acero no está bien colmatada y rodeada por cemento no deja de ser un cable sujeto puntualmente por bielas, mecanismo bastante inestable constructivamente, sobretodo si la resistencia a cortante de las piezas cerámicas es poco menos que cuestionable. Obviamente en la dirección perpendicular al plano vertical principal la resistencia a flexión era nula, con lo cual debían manejarse con sumo cuidado para no romperlas a flexión lateral o a torsión.

  

          Vigueta cerámica empleada como viga principal en la cubierta de un cobertizo.

En esta foto se aprecian perfectamente las secciones cerámicas, el mortero inferior y el mortero superior que sobresale ligeramente sobre la cabeza. Y creo que además la foto es significativa en cuanto que es un claro ejemplo de cómo no deben emplearse jamás, aisladas sin ningún tipo de coacción lateral al desplazamiento. Y mencionar aquí también que el hormigón que las recubre en un forjado es fundamental a la hora de absorber esfuerzos de corte, más todavía si tenemos en cuenta que aún a día de hoy muchos constructores no suelen vibrar esa zona del forjado, y es de esperar que en forjados de la época presenten un hormigón poco resistente, muy poroso y con coqueras.

En este esquema tipo se aprecia el uso adecuado para este tipo de viguetas, siempre formando parte de un forjado y con recubrimiento de hormigón en todo su perímetro, y a mi modo de entender, este sistema constructivo sólo debió emplearse para forjados de edificaciones auxiliares, pero por desgracia es muy habitual verlo en unifamiliares y en edificios de viviendas, y lo que es peor, asociado a otros elementos constructivos de baja calidad como bovedillas de yeso, pórticos de pilares de ladrillo y vigas de madera o muros de carga de ladrillo, elementos que según en qué condiciones se ejecuten también propensos a presentar patologías en situaciones normales a largo plazo, o sufrir graves deterioros frente a cargas accidentales, acciones de viento y sismo.

Por lo general el principal problema que presentan es el fallo de la armadura inferior, generalmente más expuesta, debido a la oxidación de la misma, bien por carbonatación del recubrimiento o a través de fisuras por deformaciones excesivas, y lo más habitual: por culpa de filtraciones de agua de lluvia o roturas de cañerías y bajantes, problemas que no siempre se pueden detectar a tiempo y que se manifiestan cuando ya se ha producido una merma significativa de la barra de acero. Su deterioro suele ir acompañado de un aumento significativo de la flecha, fisuras longitudinales a lo largo de la directriz de la vigueta, visibles cuando el forjado queda visto con un enlucido de yeso inferior, y también deformaciones y fisuras en el falso techo cuando éste está oculto.

A día de hoy es inviable como sistema constructivo, ninguna normativa permitiría construir actualmente con un elemento de estas características, y ni siquiera a nivel de rehabilitación o restauración por aquello de mantener las características originales de un inmueble sería admisible su uso. Lo único que se puede hacer en caso de presentar patología, si se llega a tiempo es (siempre que el resto de la estructura lo permita) plantear un refuerzo inferior que apee al forjado existente, despreciando cualquier colaboración estructural de aquel.

Por último indicar que no hay que confundir este tipo de viguetas con los actuales sistemas de entrevigado cerámico, donde por lo general se confecciona una vigueta de hormigón armado in situ entre las piezas que hacen de bovedillas, y que pueden ejecutarse in situ o confeccionarse en taller y llevarse luego a la obra como placas de forjado, sistema del cual tampoco soy muy partidario.

(12 noviembre 2013) Añado otro ejemplo que me ha parecido interesante de una casa (o proyecto de casa que quedó a medias el año 1920, según documentación de catastro, puede que sea posterior y que no esté actualizada la fecha)...en este caso es muy didáctico el ver como se quedaron en espera las armaduras para confeccionar un balcón, acero liso con los grifados en la barra inferior y las patillas en los extremos de todas ellas. El tipo de vigueta también lo añado porque es distinto a los anteriormente expuestos, y bastante frágil en el momento que el acero se oxida y expande, ya que la mayoría de los frentes de estas viguetas se han roto debido a la nula resistencia del ladrillo a esfuerzos de tracción y corte.

En estas entradas hay algunas soluciones para abordar el refuerzo de estas viguetas:
http://boscohurtado.blogspot.com.es/2012/10/refuerzo-estructural-vigueta-ceramica.html
http://boscohurtado.blogspot.com.es/2012/10/refuerzo-estructural-refuerzo-de-forjado.html

De todas las entradas del blog ésta es la que más visitas ha recibido de todas partes del mundo, me resulta curioso que este tema en particular sea tan consultado. Entiendo que debe ser por la poca bibliografía y estudios al respecto. También supongo por lo chocante que parezca que una estructura así se sostenga, en parte es debido a la escasa luz que tienen normalmente este tipo de forjados y porque se forma un mecanismo resistente arco-tirante a lo largo de la directriz (trabajando el ladrillo a compresión, que es el único esfuerzo capaz de resistir, conjuntamente con el hormigón de recubrimiento), y hasta cierto punto en algunas condiciones de deterioro severo es estable mientras la sección de acero conserve aún resistencia y su anclaje sea efectivo. Siempre que he de intervenir en forjados de este tipo la incertidumbre sobre su capacidad resistente es enorme, y por lo general lo más sensato es reforzar. Agradecería que incluyerais comentarios al respecto indicando desde dónde habéis visitado la página y que experiencias tenéis con este tipo de forjados. Si la acogida es positiva igual amplio la entrada.

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