Losas alveolares sobre pórtico metálico: apoyo, arriostramiento y diafragma
La losa alveolar resuelve el entrepiso en horas, pero le pide a la viga metálica apoyo, rigidez a torsión en el montaje y conexiones que hagan un diafragma.
La losa alveolar pretensada es uno de los sistemas de entrepiso más rápidos que existen: llega a obra terminada, se iza, se apoya y queda lista para recibir carga. Sobre una estructura metálica, la combinación es natural. Las dos cosas se fabrican en taller, se montan en seco y avanzan al mismo ritmo.
Pero la velocidad del sistema descansa en tres condiciones que no las resuelve la losa: las resuelve la viga que la recibe. Cuánto apoyo le da, cómo se comporta mientras se colocan las placas de un solo lado, y cómo se conecta el conjunto para que la planta trabaje como una unidad frente al viento.
El producto
Las placas alveolares se fabrican con un ancho estándar de 1.200 mm y cantos que van de 100 a 500 mm. La normativa europea de producto, la EN 1168, exige hormigón de al menos C30/37 y un mínimo de cuatro cordones de pretensado.
Las luces que alcanzan dependen del canto y de la carga. Los valores de referencia de la industria británica del prefabricado, para peso propio más 1,5 kN/m² de terminaciones, son:
| Canto | Luz con 2,5 kN/m² de sobrecarga | Luz con 5,0 kN/m² |
|---|---|---|
| 150 mm | 7,4 m | 6,4 m |
| 200 mm | 9,2 m | 7,9 m |
| 250 mm | 10,8 m | 9,3 m |
| 300 mm | 13,5 m | 11,8 m |
| 400 mm | 16,0 m | 14,3 m |
Son luces que permiten separar mucho las vigas, y por eso sobre pórtico metálico la losa alveolar suele eliminar las vigas secundarias: apoya directamente sobre las principales.
El peso propio es el otro dato que llega a la estructura. Según la guía técnica de la asociación española del prefabricado, una placa de 20 cm pesa del orden de 3,1 kN/m² con las juntas macizadas, y una de 30 cm, 4,4 kN/m². Una capa de compresión de 5 cm suma otros 1,2 kN/m².
El apoyo
La referencia de la industria británica para el apoyo nominal sobre acero es de 75 mm. La práctica documentada por el Steel Construction Institute agrega un dato que importa más: el apoyo neto mínimo, descontadas todas las tolerancias, es de 40 mm.
La diferencia entre los dos números es la suma de tolerancias que se acumulan en obra: la de separación entre vigas, la del largo de la placa —del orden de ±12 mm en placas de hasta 6 m y ±18 mm hasta 12 m— y la de montaje. En placas de más de 6 m, la misma fuente estima unos ±15 mm por apoyo. Es un margen que se consume rápido, y por eso la separación entre vigas y la posición de las alas son dimensiones que se controlan en la estructura metálica, no en la losa.
La superficie de apoyo también cuenta. La práctica alemana exige una banda elastomérica homologada entre la placa y el perfil; la española admite mortero fresco o neopreno. En los dos casos el objetivo es el mismo: que la placa no apoye sobre un borde ni sobre un punto, sino sobre una franja pareja.
La viga que flecta
Una viga de hormigón es prácticamente rígida frente a la losa que recibe. Una viga metálica no, y eso tiene una consecuencia que la guía británica trata específicamente: cuando la viga flecta, los extremos de la placa reciben tensiones de corte adicionales, porque la placa acompaña la deformación del apoyo.
El efecto se puede despreciar cuando la viga no se apuntala y el corte de diseño de la placa es bajo respecto de su capacidad. Cuando no, las soluciones son conocidas: macizar los extremos de la placa en una longitud igual a su canto, agregar capa de compresión o rigidizar la viga. Lo que no conviene es ignorarlo, porque el modo de falla es el corte de la placa, que es frágil.
El montaje de un solo lado
Es la etapa más delicada del sistema y la que más directamente involucra a la estructura metálica.
Mientras se colocan las placas, la viga recibe carga de un lado y no del otro. Esa carga excéntrica la hace girar: flexión y torsión combinadas, sobre un perfil que en esa etapa no tiene todavía ninguna restricción lateral. La práctica británica fija un límite de giro de 2° bajo carga desbalanceada y exige controlar la secuencia de montaje dentro de lo supuesto en el cálculo.
Las respuestas posibles son tres, y conviene definirlas antes de izar la primera placa:
| Medida | Cómo actúa |
|---|---|
| Secuencia alternada | Las placas se colocan a uno y otro lado de la viga, de modo que el desbalance nunca sea grande. Es la práctica habitual en Alemania |
| Arriostramiento provisorio | Tensores entre alas comprimidas de vigas vecinas. Arriostrar solo las alas traccionadas no evita el giro |
| Juntas tomadas a medida que se avanza | Cada junta con grout liga la placa a la anterior y aporta restricción |
Una vez colocadas las placas a ambos lados, el propio rozamiento y el apoyo restituyen buena parte de la estabilidad lateral. El problema es transitorio, pero en la etapa transitoria es donde la viga está más expuesta.
Las vigas de borde tienen la versión permanente del mismo problema: reciben placas de un solo lado para siempre. La práctica española la llama torsión de equilibrio, y advierte que una viga de borde sin rigidez torsional suficiente puede girar hasta colapsar. La solución es de diseño —perfil con rigidez a torsión, o apoyo de la placa sobre todo el ancho del ala, que restringe el giro— y se decide en la ingeniería de la estructura principal.
El diafragma
Una planta de placas apoyadas y sueltas no transmite el viento. Cada placa es una tira independiente. Para que la planta lleve las fuerzas horizontales hasta los arriostramientos o los núcleos tiene que funcionar como diafragma, y eso depende de las conexiones.
La práctica británica reconoce varias formas de lograrlo:
| Solución | Cómo funciona |
|---|---|
| Capa de compresión armada | Es la más robusta y la recomendada para plantas grandes o edificios altos |
| Juntas longitudinales macizadas con llave de corte | Sin capa, las juntas entre placas trabajan a corte horizontal |
| Tensores perimetrales | Las vigas de borde conectadas actúan como tirantes del diafragma |
| Tensores hacia muros o núcleos | Llevan la fuerza del diafragma al elemento que la resiste |
Las mismas medidas sirven para la robustez del edificio: impiden que una placa pueda deslizar fuera de su apoyo ante una acción no prevista.
Cuando la losa colabora con la viga
La losa alveolar también puede trabajar en sección mixta con la viga metálica, igual que una losa maciza. La guía SCI P287 describe el detalle: pernos conectores de 19 mm soldados sobre el ala, tres o cuatro alvéolos abiertos en el extremo de cada placa y rellenos con hormigón in situ, y barras transversales que penetran en esos alvéolos.
El ancho efectivo de losa que se le asigna a la viga es menor que en una losa maciza —del orden de un octavo de la luz, contra un cuarto—, y la resistencia de cada perno depende de la separación entre los extremos de las placas y del diámetro de la barra transversal. Es un sistema bien documentado, con ensayos específicos de corte directo, pero con reglas propias que no se trasladan desde la losa maciza.
Una variante lleva la integración más lejos: las vigas de entrepiso integrado, en las que la placa apoya sobre el ala inferior y la viga queda embebida en el espesor de la losa. Se gana altura libre y se obtiene cielorraso plano, a cambio de un perfil especial y de una verificación de torsión más exigente cuando las luces a uno y otro lado son distintas.
Fuego
Las placas alveolares tienen una resistencia al fuego de base del orden de 60 minutos, ampliable a 90 o 120 con mayor recubrimiento o capa de compresión. En el sector hay un antecedente que se estudió en detalle: el incendio de un estacionamiento en Rotterdam en 2007, donde se desprendieron las alas inferiores de parte de las placas. La losa no colapsó, pero el caso llevó a la industria holandesa a revisar sus criterios. Para la estructura metálica, el punto de atención es la viga: su protección se define junto con la de la losa, porque el apoyo depende de las dos.
Lo que deja la experiencia
La losa alveolar llega resuelta de fábrica. Lo que no llega resuelto es su relación con la estructura que la recibe, y esa relación se define casi entera del lado metálico: el ancho de ala que da apoyo neto después de las tolerancias, la rigidez a torsión de las vigas de borde, la secuencia de montaje y su arriostramiento provisorio, y las conexiones que convierten un conjunto de placas en un diafragma.
Son decisiones de la ingeniería de la estructura principal, y se repiten en obra: las vimos en el montaje de la estructura metálica de un edificio de sanitarios en Parque Carrasco, sobre la que se apoyaron losas alveolares. Tomadas en el proyecto, el montaje es tan rápido como promete el sistema. Tomadas en obra, con la grúa esperando, la velocidad es lo primero que se pierde.
Este apunte forma parte de la serie sobre sistemas que se apoyan en la estructura metálica principal. Se complementa con conectores de corte y con chapa colaborante sobre estructura metálica.
