Arquitectura en acero

Entenderemos como tabiques a los cerramientos o particiones interiores autosoportantes o no estructurales que se usan para delimitar, conformar o separar espacios de una edificación. Cuando hablamos de tabiquerías interiores, nos referimos a los sistemas de tabiques  no estructurales utilizados al interior de una edificación (los tabiques usados en cerramientos perimetrales de edificios han sido abordados en el capítulo de cerramientos y cubiertas). La conformación de un tabique interior de un edificio responde a la necesidad de conformar o dividir espacios según requerimientos programáticos del proyecto. Estas particiones están expuestas a diferentes exigencias dependiendo del uso y destino de los recintos que conforman y es materia del proyecto de arquitectura  proponer las soluciones adecuadas a ellas. Así, podemos tener tabiquerías opacas, transparentes o traslúcidas; completas de piso a cielo o de media altura; herméticas o permeables, etc. Al momento de decidir respecto de los tabiques y detallar sus especificaciones, es necesario tomar en cuenta, entre otros,  los requerimientos de transparencia, aislación acústica, resistencia al fuego, aislación térmica o esfuerzo perpendicular al plano a los que pueden estar expuestos estos elementos y que son propias de cada proyecto. Para alguna de las variables existen recomendaciones y exigencias reglamentarias locales que se deben consultar y que pueden variar de país en país.

El tema de las tabiquerías interiores puede ser  abordado desde dos perspectivas diferentes y complementarias, a saber, a) tabiquerías interiores confeccionadas o construidas en acero o con elementos y componentes en los que el acero tenga presencia y b) uso de tabiquerías de diversos materiales en edificios de acero. En este capítulo nos centraremos las tabiquerías confeccionadas en acero, dejando el tema de la relación entre las tabiquerías y una estructura de acero para ser abordado en la sección de “Sellos, Impermeabilidad e Interfaces”. Baste decir, en todo caso que un edificio estructurado en acero puede recibir todo tipo de tabiquerías así como de cerramientos exteriores, pero el buen resultado de las distintas alternativas dependerá en gran medida del diseño de las conexiones e interfaces.

En ambos casos, un aspecto importante a considerar es la interacción o interface entre el elemento de partición no estructural (tabique) y los elementos de la estructura con los que se conecta o a los que se fija. El concepto general es que, resguardando la necesidad de fijación y de estanqueidad de los recintos, los tabiques no deben tomar cargas estructurales de los edificios. Lo anterior significa, en general, que los tabiques deben permitir  las deformaciones eventuales de la estructura principal por el efecto de cargas puntuales y, en consecuencia disponer y conservar una cierta dilatación respecto de ella. Es justamente esta interface la que le otorga a los tabiques el carácter de tabiquería flotante.

1.  TABIQUERÍAS INTERIORES DE ACERO

La  conformación de un tabique interior de acero en un edificio se puede hacer básicamente a partir de dos tipologías: entramados y paneles

1.1.  ENTRAMADOS O “FRAME”

La construcción de entramados responde al concepto de disponer una serie de elementos verticales o montantes de acero distanciados entre sí según criterios que se comentarán más adelante, fijados a soleras inferiores y superiores.  Sobre los montantes se fijarán las planchas de revestimiento que completan el tabique. La construcción de estos entramados, a su vez, es posible de hacer en perfiles conformados en frío de acero al carbono en espesores superiores a 1,0 mm o en perfiles de espesor menor a 1,0mm mm, usualmente galvanizados.

a) Entramados galvanizados de bajo espesor

Similares a las tabiquerías de acero galvanizado de bajo espesor (“light steel framing”), estos sistemas se han desarrollado en espesores y secciones menores ya que no están concebidos para tomar esfuerzos verticales. Así, para montantes confeccionados en perfiles tipo C (o canal abierta atiesada) es frecuente encontrar dimensiones que fluctúan entre los 38mm y 90mm en espesores de 0,5mm hasta 1,0mm.

La fijación de la solera inferior se hace simplemente con clavos de impacto (usualmente a 500mm o 600mm a eje) ya que no estará sujeta a esfuerzos de tracción y sólo deberá responder a esfuerzos laterales.

Como se indica en los  gráficos siguientes, es recomendable dejar una dilatación mínima de 10mm entre el revestimiento y la losa en la base del tabique. Este mismo criterio se deberá aplicar en el encuentro superior entre las planchas del revestimiento y las planchas de cielo o la losa superior. El objeto de dejar estas dilataciones es permitir que  las deformaciones menores en los elementos soportantes horizontales no afecten a los elementos no estructurales como los paneles interiores.

CUADRO Nº 1 – TIPOS DE ESTRUCTURACIÓN DE TABIQUE. 

 

CUADRO Nº 2 – DISEÑO DE TABIQUES INTERIORES EN FUNCIÓN DE SU ALTURA. 

b)     Entamados de perfiles al carbono > 1,0mm

Dependiendo de las condiciones de cada proyecto, es posible que las soluciones en perfiles galvanizados de bajo espesor no respondan a los requerimientos específicos, por lo que se puede recurrir a tanto a una estructuración global o solamente complementaria en perfiles de acero de mayor espesor que contribuyan a entregar un esquema de estructuración adecuado. Es posible aplicar el uso de perfiles laminados, perfiles conformados en frío o perfiles soldados, siendo responsabilidad del arquitecto y del proyecto de cálculo la definición tanto del tipo como de la sección, distanciamiento y fijación de estas estructuras.

1.2. PANELES

Existe, como hemos visto en el capítulo de los revestimientos exteriores, una amplia gama de productos confeccionados en chapas de acero de diferente geometría en sección que, unidas mediante rellenos o almas relativamente rígidas (poliuretano, poliestireno, lana de roca, etc.) conforman paneles de capacidad  auto soportante.  La principal diferencia entre los sistemas de paneles y los de entramados es que los paneles, por su carácter auto soportante, minimizan o hasta eliminan el  uso de perfiles complementarios de estructuración. En algunos casos, estos elementos se limitan a perfiles canal o ángulos que fijan lateralmente el panel a los elementos de la estructura a nivel de piso y de cielo. Así, estos paneles resuelven en un solo elemento, el sistema de cerramiento y la estructura. Sin embargo, al igual que en el caso de los tabiques en base a entramados, el uso de paneles debe considerar un diseño adecuado de la interface entre el panel y la estructura principal a fin de evitar la interacción de ambas estructuras.

Existe una gran variedad de tipo de paneles que se catalogan en función del material del relleno o alma, el tipo de perfil u onda de sus caras y por la prestación principal que se le asigna. Así, se reconocen paneles  de alta capacidad de aislación térmica (algunos desarrollados para la construcción de cámaras frías), aislación acústica y resistencia al fuego. En los ejemplos que se presentan a continuación se ha utilizado la información de catálogos entregada por la empresa Metecno-Chile. En la medida que vayamos obteniendo la información actualizada se irán incorporando nuevos catálogos en esta sección.

a)  Paneles Aislantes Térmicos

Se conoce una gran variedad de paneles de chapas de acero y alma o cuerpo aislante. Normalmente, se usan chapas de acero zincalum pre pintado en espesores que varían entre los 0,4mm y 0,8mm. Su capacidad de aislamiento térmico será función del material aislante, siendo los más frecuentes el poliestireno expandido, el poliuretano inyectado y la lana de roca. Sus espesores más comunes varían entre los 30mm y los 200mm, pudiendo fabricarse en dimensiones superiores. Se suele usar estos materiales aislantes en densidades aparentes mayores a las comunes por las propiedades mecánicas que le agregan al panel. La configuración del perfil de acabado dependerá de la función y de la apariencia deseada, sin embargo para aplicaciones en cámaras de frío, por consideraciones sanitarias se recomienda la terminación interior más lisa posible y el color blanco.

 

Uno de los aspectos importantes a tener en consideración en los paneles aislantes térmicos, especialmente si serán usados en cámaras de frío, es el diseño y solución de las conexiones entre paneles contiguos, que deberá minimizar los puentes térmicos.

 

 

b) Paneles Aislantes Acústicos

Los requerimientos de aislación acústica al interior de edificios suelen asociarse a instalaciones o equipos especiales, entre los que se pueden mencionar las salas de sonido o instalaciones mecánicas emisoras de ruido. Los paneles de acero se fabrican con dos caras en chapas de acero galvanizado pre pintado en espesores de 0,6mm siendo la cara expuesta a la fuente sonora, una chapa perforada. La mixtura de la chapa perforada, la lana de roca y la chapa exterior, le otorgan a este tipo de paneles altos niveles de aislación acústica al ruido aéreo y también capacidad de absorción sonora.

Los paneles confeccionados con el objeto de mejorar la aislación acústica de un recinto tienen asociadas prestaciones de aislación térmica y de resistencia al fuego (dependiendo de los materiales en que sea confeccionada) que es conveniente aprovechar y considerar en el diseño.

c) Paneles de Resistencia al Fuego

Confeccionados en chapas de espesores entre 0,4mm y 0,8mm, estos paneles de alma de lana de roca de alta densidad aparente (100 kg/m3) logran resistencias al fuego de hasta F-90, dependiendo de los espesores totales.