¿Cómo integrar las soluciones constructivas en las uniones entre estructuras?

La función del encuentro en el conjunto del edificio

Al diseñar una unión, partimos de la función que desempeña cada uno de los elementos que se conectan en el conjunto del edificio y de cómo se relacionan esas funciones. La unión entre un muro exterior y un forjado, por ejemplo, debe transmitir cargas y, al mismo tiempo, mantener las prestaciones de la envolvente en toda la unión. Por eso, un encuentro no puede evaluarse únicamente por la resistencia de la fijación o por los materiales indicados en el plano. Primero hay que determinar qué requisitos deben mantenerse sin interrupción en la unión y qué partes deben poder moverse de forma independiente. Así se definen las condiciones de partida que permiten comparar las posibles soluciones constructivas y justificar las decisiones adoptadas.

Abordar el edificio como un conjunto implica tener en cuenta también la ubicación de la unión y los elementos que la rodean, en lugar de considerar únicamente las piezas que se conectan. La unión entre los mismos dos materiales puede requerir soluciones distintas según se encuentre en la envolvente, en un muro interior o en un local húmedo. Comprobamos qué acciones afectan a la unión durante el uso del edificio y cuáles se producen ya durante la construcción o en posteriores trabajos de mantenimiento. El apuntalamiento provisional, la secuencia de montaje y la accesibilidad pueden influir en el funcionamiento real de la unión proyectada y en la forma de comprobarla. Estas condiciones deben incorporarse a la descripción del encuentro, sin dejar que el constructor tenga que deducirlas.

Para que la solución de un encuentro funcione, los requisitos descritos en las distintas partes del proyecto deben ser coherentes entre sí y corresponder a la configuración real de la misma unión. La forma arquitectónica, las dimensiones de la estructura portante y los pasos de las instalaciones pueden afectar tanto al funcionamiento de un mismo encuentro como a sus posibilidades de ejecución. Si una solución ocupa el espacio de montaje que necesita otra, no basta con añadir una nota al plano o una referencia genérica a una guía para resolver la incompatibilidad. Recomendamos definir el criterio de diseño del encuentro antes de concretar definitivamente los detalles y comprobar, ya durante la redacción del proyecto, cómo afectan los cambios a todas las partes relacionadas. De este modo, la función de cada capa de material, fijación y sellado queda claramente definida en el conjunto de la solución.

• Defina las funciones de los elementos que se van a unir.
• Distinga entre acciones permanentes y temporales.
• Coordine los requisitos de las partes del proyecto relacionadas.
• Indique la función de cada capa y fijación.

Transmisión de cargas entre elementos estructurales

Al abordar la transmisión de cargas, empezamos por definir su recorrido, es decir, cómo pasan los esfuerzos de un elemento a otro y, desde allí, a los elementos portantes del edificio. La unión debe responder a las hipótesis adoptadas en el esquema estructural, ya que una unión rígida, una articulada y una que permite desplazamientos se comportan de forma distinta bajo carga y también afectan a los elementos contiguos. Si la fijación representada en el plano no se corresponde con el modelo de cálculo, pueden variar tanto la distribución de esfuerzos como la deformación de la estructura. Por eso, el principio de funcionamiento de la unión debe indicarse junto con las dimensiones, los materiales y las condiciones de fijación necesarios. Especificar únicamente el elemento de fijación no basta para evaluar la capacidad portante y la rigidez de toda la unión.

Al comprobar una unión, hay que analizarla en su conjunto, sin limitarse a la resistencia de un tornillo, un anclaje o un cordón de soldadura, porque los esfuerzos también se transmiten a través de los materiales que los rodean. El factor determinante puede ser la rotura del material base, la proximidad al borde, la presión en la superficie de contacto o la flexión local de la pieza unida bajo la acción de la carga. La disposición de las fijaciones y la excentricidad de la carga respecto a la unión también influyen en la distribución de esfuerzos, por lo que no siempre es posible evaluar las fijaciones por separado. Insistimos en que la idoneidad de una fijación debe evaluarse en función del soporte real y de las condiciones de uso. Las comprobaciones necesarias y las hipótesis en las que se basan deben formar parte del proyecto de estructuras.

Las cargas no siempre actúan del mismo modo sobre una unión, por lo que es necesario distinguir entre la situación de servicio, el montaje y las demás situaciones de carga contempladas en el proyecto. En una estructura parcialmente ejecutada pueden faltar apoyos o elementos de arriostramiento que solo aportarán al edificio su estabilidad definitiva tras las siguientes fases de obra. Por eso, una unión suficiente para el edificio terminado puede no garantizar un montaje seguro antes de conectar todos los elementos relacionados. Recomendamos describir en el proyecto cuándo empieza la unión a soportar cargas y qué condiciones previas deben cumplirse para ello. Cuando sea necesario, también debe definirse el criterio de apuntalamiento provisional y las condiciones para su retirada.

Consideración de los movimientos de distintos materiales

Al unir materiales distintos, tenemos en cuenta que sus dimensiones y su forma pueden cambiar a ritmos y en magnitudes diferentes, incluso bajo las mismas condiciones ambientales. Las variaciones de temperatura y del contenido de humedad, la retracción del hormigón y la fluencia a largo plazo pueden provocar deformaciones incompatibles entre sí en la unión si esta impide esos movimientos. El movimiento de una pieza de madera debido a la humedad, por ejemplo, no puede tratarse del mismo modo que la dilatación de una fijación metálica por efecto de la temperatura, ya que las causas y las direcciones de los cambios son distintas. Si la unión impide el movimiento necesario, pueden aparecer tensiones adicionales, fisuras o daños en los acabados. Por eso, es preciso determinar los movimientos que deben permitirse antes de elegir definitivamente las fijaciones y los materiales de relleno de las juntas.

Una unión que permite el movimiento no implica una estructura que se mueva sin control, sino una libertad claramente definida en la dirección necesaria, manteniendo las vinculaciones requeridas. En el encuentro debe distinguirse qué desplazamientos o giros se permiten y cuáles deben restringirse para garantizar el comportamiento previsto del edificio. Para ello, la solución puede requerir una superficie deslizante, un orificio de fijación alargado o una junta de movimiento independiente, pero la elección debe basarse en el comportamiento estructural calculado y en las condiciones de uso. Recomendamos indicar en el plano la dirección del movimiento y describir cómo se mantiene al mismo tiempo la transmisión de cargas. De lo contrario, durante el montaje podría fijarse rígidamente por error la parte destinada a permitir el movimiento.

Al prever el margen de movimiento, hay que distinguir entre la deformación del material durante su vida útil y las desviaciones dimensionales que se producen durante la construcción, ya que no cumplen la misma función en la unión. La holgura de montaje puede consumirse al ajustar los elementos constructivos, de modo que ya no quede espacio suficiente para el movimiento previsto, aunque las piezas parezcan encajar entre sí. Asimismo, el sellado de la junta, las chapas de remate y las capas de acabado deben poder acompañar el movimiento de la unión sin impedir su funcionamiento ni sufrir daños. Por ello, comprobamos la capacidad de movimiento en todo el encuentro, no solo en la unión entre los elementos portantes. Tener en cuenta el distinto comportamiento de los materiales también sienta las bases para resolver adecuadamente la continuidad de las capas siguientes.

Garantizar la continuidad térmica e higrotérmica

Comprobamos la continuidad del aislamiento térmico en la sección del encuentro, siguiendo el recorrido de la capa aislante de un elemento constructivo a otro y sus interrupciones en las fijaciones. Si el aislamiento se interrumpe por un elemento portante, una fijación o un cambio de geometría, es necesario evaluar el puente térmico resultante y la temperatura de la superficie interior. Aumentar únicamente el espesor del aislamiento en la superficie contigua puede no resolver la deficiencia local ni evitar la acumulación de humedad. Cuando sea necesario, el funcionamiento del encuentro debe verificarse mediante un cálculo de transmisión térmica que tenga en cuenta su geometría y sus materiales reales. La solución también debe indicar cómo se instalará el aislamiento sin interrupciones, incluso en los puntos de difícil acceso.

Abordamos la estanqueidad al aire y el comportamiento higrotérmico como cuestiones independientes, aunque sus soluciones suelen situarse una junto a otra en el encuentro y se influyen mutuamente. Las uniones de la capa de estanqueidad al aire deben impedir que el aire húmedo interior penetre en el elemento constructivo, mientras que la resistencia al vapor de agua de las capas debe ser compatible con su capacidad de secado. La necesidad y la ubicación de una barrera de vapor no pueden determinarse únicamente por el nombre del material, ya que lo decisivo es el conjunto de capas. Hay que tener en cuenta el uso del espacio, el ambiente interior, las condiciones exteriores y la composición completa del elemento constructivo, incluidas las posibles fuentes de humedad. Deben resolverse con especial atención las transiciones hacia las carpinterías de los huecos, los pasos de instalaciones y las superficies con distinta resistencia al vapor de agua.

En los encuentros expuestos al exterior, distinguimos entre la protección frente al agua de lluvia, la evacuación del agua que pueda entrar de forma accidental y el secado del elemento constructivo, ya que cumplen funciones diferentes. El sellado no debería ser la única protección de la solución si detrás de él puede acumularse humedad sin posibilidad de salida. El proyecto debe indicar el recorrido del agua, las pendientes necesarias y las conexiones con las chapas, las membranas y los orificios de drenaje, para evitar que el agua se dirija hacia el interior del elemento constructivo. También se comprueba que el movimiento de la unión no cierre la holgura necesaria para el secado o la evacuación del agua ni desgarre el sellado. La compatibilidad de los materiales abarca aquí también la adherencia, el estado del soporte y la adecuación de los sellados al ambiente previsto.

Requisitos de resistencia al fuego y aislamiento acústico

Consideramos la resistencia al fuego una propiedad del conjunto de la unión, no de una placa, una espuma o un sellado por separado, ya que la acción del fuego afecta a toda la solución. Si el encuentro se sitúa en el límite de un sector de incendios, la unión debe mantener la resistencia al fuego exigida en el proyecto, incluso cuando haya movimientos y pasos de instalaciones. Para ello, debe elegirse una solución cuyas condiciones de uso se ajusten al soporte real, a la anchura de la junta y a la posición de montaje, sin basarse únicamente en el nombre del producto. En la documentación del producto se comprueban, entre otros aspectos, la profundidad de relleno, el material de respaldo y el movimiento admisible de la junta, para justificar el uso especificado en el proyecto. Una indicación genérica de relleno resistente al fuego no proporciona al constructor una base suficiente para ejecutar ni verificar un encuentro conforme a los requisitos.

En materia de aislamiento acústico, además de la transmisión directa del sonido, analizamos su propagación por los elementos constructivos adyacentes y sus uniones. Una pared con buen aislamiento puede ofrecer prestaciones inferiores a las esperadas si el sonido la bordea a través de un techo o suelo compartido, o de una unión rígida. Una capa intermedia elástica puede reducir la transmisión de vibraciones, pero su capacidad de carga y su deformación deben ser compatibles con el comportamiento de la estructura durante toda su vida útil. También deben evitarse las fugas de aire, ya que incluso una pequeña abertura en una unión puede reducir notablemente el aislamiento acústico de todo el cerramiento. Por ello, definimos en el encuentro tanto el criterio de sellado como los requisitos de rigidez de la unión.

Los requisitos de resistencia al fuego y aislamiento acústico deben integrarse en un mismo encuentro de modo que el cumplimiento de uno no perjudique al otro. Un relleno elástico adecuado desde el punto de vista acústico puede no ser apto para una junta cortafuegos, y un sellado resistente al fuego puede no proporcionar el aislamiento acústico necesario. La elección debe basarse en los límites de uso acreditados de la solución, no en la combinación hipotética e infundada de las propiedades de distintos productos. En los pasos de instalaciones también se definen las conexiones de tuberías, cables y soportes, ya que pueden transmitir tanto el sonido como el fuego. Las modificaciones posteriores deben evaluarse conforme a los mismos requisitos, en lugar de tratarse como una mera cuestión de montaje.

Comprobación de la viabilidad de ejecución del encuentro en el proyecto

Al comprobar la viabilidad de ejecución, revisamos el encuentro siguiendo la secuencia constructiva, no solo como una sección del elemento terminado con todas sus capas. Para cada capa debe quedar claro cuándo se instala y si, en ese momento, se podrá acceder a la superficie necesaria. Una unión puede funcionar sobre el plano y, sin embargo, resultar imposible de ejecutar si el punto de fijación queda cubierto antes de colocar o sellar la siguiente pieza. También debe preverse espacio para las herramientas, para comprimir la junta de sellado y para inspeccionar la unión antes de cubrirla con otras capas constructivas. Cuando sea necesario, un encuentro complejo requerirá un esquema de montaje específico que explique la secuencia de las operaciones y el apuntalamiento provisional.

Comprobamos la adecuación de las dimensiones teniendo en cuenta las tolerancias de construcción, ya que una unión real nunca coincide en todos sus puntos con la geometría ideal del plano. La anchura admisible de la junta debe absorber tanto las desviaciones de montaje como los movimientos previstos, sin que el sellado o la fijación pierdan su eficacia. Las posibilidades de ajuste deben resolverse mediante detalles definidos en el proyecto, y no dejarse a rellenos improvisados o a la ampliación de huecos en obra sin una valoración técnica. Es especialmente importante coordinar las superficies de referencia y las dimensiones de las distintas partidas antes de encargar los productos y preparar los huecos en obra. Si las dimensiones de la construcción existente no se conocen con certeza, deben verificarse antes de aprobar la solución definitiva del encuentro.

La descripción del encuentro en el proyecto debe integrar el plano, los requisitos de los materiales y las condiciones de ejecución en un conjunto claro que permita organizar los trabajos. No basta con indicar un producto si quedan sin definir la preparación del soporte, el sistema de fijación o el movimiento admisible de la unión durante su uso. También comprobamos que las soluciones de arquitectura, estructuras e instalaciones no den instrucciones contradictorias para una misma unión en los distintos planos o memorias. Los límites de responsabilidad deben quedar claros también cuando una capa instalada por un contratista se une a un elemento constructivo ejecutado por otro. Las cuestiones pendientes deben aclararse con el proyectista antes de la ejecución, en lugar de encubrirlas con una indicación genérica de adaptación en obra.

• Secuencia de montaje y acceso a las uniones
• Tolerancias y posibilidades de ajuste
• Compatibilidad de materiales y juntas de sellado
• Coherencia entre las instrucciones de las distintas partes del proyecto