Seguridad en Fachadas Ligeras

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Fachadas Ligeras
Fachadas

La civilizacion occidental ha ido adquiriendo paulatinamente mayores cotas de confort y eficiencia pero estos
logros han ido siempre unidos a garantizar una mayor seguridad para los ciudadanos. Hoy no se concibe ni
considera el uso comercial de cualquier tecnologia si no presenta un elevado grado de seguridad para los
ciudadanos. El reto para los tecnicos es garantizar, bien por calculo, bien por experimentacion en obra o
laboratorio, o bien por control de calidad, que la seguridad del usuario se materialice en todas y cada una de
las obras realizadas.

La seguridad en edificacion abarca hoy en dia un sinfin de aspectos que se desgranan a continuacion.

La mayoria de las tradicionales fuentes naturales de patologias para la salud de los ciudadanos ya estan
contenidas y las nuevas amenazas para la salud emergen del propio ambiente artificial en que se mueven
habitualmente los ciudadanos, sea durante el ocio, el transporte o el trabajo.

Las superficies de vidrio y metal nos rodean cada vez mas como soporte arquitectonico de las actividades
cotidianas. Tanto el vidrio como el aluminio son materiales no porosos, totalmente asepticos, que no causan
alergias ni pueden ser biotopos para la proliferacion de germenes.

Tristemente la experiencia demuestra que no se puede bajar la guardia ante el riesgo de incendio en
los edificios. Aun cuando las medidas activas y pasivas han permitido reducir este riesgo en los
edificios hasta cotas nunca alcanzadas en la historia de la edificacion, la contemplacion en los medios
de comunicacion de un siniestro de este tipo alarma a la sociedad por su espectacularidad y sensacion
de impotencia. Es por ello que recae en el arquitecto, y tambien especialmente en el usuario del
edificio, garantizar en cualquier momento que el edifico dispone de las medidas oportunas para hacer
frente a este riesgo, siempre presente, aunque bajo control.

La compartimentacion del edificio en sectores es una de las medidas mas utiles para confinar el fuego y evitar su rapida propagacion a todo el edificio. La fachada no es propiamente un elemento directamente delimitador de sector de incendio pero si indirectamente puesto que el fuego es voluble en su forma y puede aprovechar la fachada como atajo
para pasar a una planta superior o entrar en un edificio vecino, a pesar del buen comportamiento del forjado o de la medianera delimitadores.

Cuando un elemento delimitador como los citados, forjado o medianera, acomete contra una fachada se debe
exigir a esta que su RF (Resistencia al Fuego) sea al menos la mitad del exigido al elemento delimitador
(forjado o medianera) y ello a lo largo de una franja de fachada de longitud minima de un metro y longitud
maxima determinada segun la geometria y relieve de la propia fachada.

Los microespacios que se originan en los puntos de acuerdo entre la estructura del edificio y la fachada
ligera, y entre esta y el sistema de compartimentacion interior pueden suponer, en caso de incendio, un paso
mas facilmente franqueable a la propagacion.

Es por ello que la norma NTE «Fachadas-Particiones» (1989) exige en edificios de mas de 25 metros, colocar
en los pasos de forjado situados a partir de esta altura, elementos resistentes al fuego (minimo 60 minutos).
Estos elementos tienen que ser solidarios al forjado y llegar hasta una altura mayor de 60cm por encima del
forjado y hasta 25 cm por debajo de este.

Las fachadas ligeras contienen abundantes elementos metalicos, interconectados entre si y con el resto de
la estructura. El viento, los cambios de temperatura y el contacto con instalaciones electricas (iluminacion,
ventilacion, seguridad, etc.) pueden llegar a ocasionar que estos elementos metalicos se carguen electricamente
y puedan ocasionar disfunciones al uso del edificio y molestias a los usuarios. El proyectista debera acordar
con el instalador de la fachada la puesta a tierra de la misma.

Control de la deformacion propia

La fachada ligera es, por la naturaleza de sus materiales y su configuracion, autoportante. Los montantes
estan fijados a los forjados, lo que permite repartir planta a planta el peso de cada tramo de fachada a la
estructura del edificio. La fachada ligera debe soportar, generalmente, su propio peso y tambien la accion del
viento. El efecto de otras cargas es mucho menor y, normalmente, no se tienen en cuenta en los calculos.

El peso propio del perfil, debido a la ligereza del aluminio, es practicamente despreciable en comparacion
con las cargas de viento y el peso de los paneles o vidrios intercalados, por lo que el criterio basico de calculo
es el dimensionado en funcion de la flecha maxima admisible de la estructura auxiliar. Se destaca sin embargo
que, en el caso particular de los travesanos, hay que considerar que el peso del vidrio o panel esta concentrado
en los puntos concretos donde se colocan los calzos.

Los principales casos a estudiar desde el punto de vista resistente son los siguientes:

– montantes sometidos a flexotraccion (flexion combinada con traccion)

– montantes sometidos a flexocompresion (flexion y compresion axial)

– travesanos (flexion)

Sensibilidad a las deformaciones de la estructura del edificio

Las dimensiones de los elementos de la fachada ligera son muy inferiores a las luces libres de la estructura principal
puesto que vienen fuertemente condicionadas por sus formatos de fabricacion (hasta 6m). Esto implica que los
apoyos de los perfiles de aluminio deberan realizarse en puntos coincidentes con los forjados.

Como consecuencia la fachada ligera queda tambien afectada por las flechas inducidas con motivo de su solidarizacion
con el propio forjado, de tal forma que estas se suman a la flecha ya provocada en la fachada por sus sobrecargas
propias.

Comprobacion de los elementos de la fachada

Vidrios

El calculo del espesor de un vidrio se asimila al calculo estructural de una placa sometida a una carga
uniforme y se efectua mediante la formulacion elaborada por Timoshenko.

En realidad, el acristalamiento se trata de una placa rigida dispuesta sobre unos apoyos elasticos, de rigidez
mucho menor que la de la placa, ya que los esfuerzos a que se somete el acristalamiento se transmiten
principalmente a traves de la junta situada entre el vidrio y el marco.

En el caso particular de los muros cortina, el vidrio va apoyado siempre en unos calzos, dispuestos unicamente
en 4 puntos (2 en cada travesano superior e inferior), situados a una distancia L/10 de los apoyos extremos,
siendo L la longitud del travesano.
Cabe destacar que la luna de vidrio esta sometida siempre a flexion, por lo que es necesario comprobar primordialmente su resistencia ante este esfuerzo.

Existen dos posibilidades para aumentar el nivel de seguridad del vidrio en el caso de los muros cortina:

– Templar el vidrio: se aumenta el nivel de resistencia para evitar la rotura.

– Laminar el vidrio: adhesion de varias laminas de vidrio, garantizando la impenetrabilidad del conjunto
aunque se produzca la rotura del vidrio exterior. Se destacan los vidrios de seguridad fisica, antiagresion
o antirrobo y antibala.

Para el procedimiento de calculo del espesor del vidrio se adoptan las siguientes hipotesis:

– La carga es uniforme en toda la superficie del vidrio.

– La tension maxima admisible (adm) debe ser adoptada segun corresponda al tipo de vidrio que se desee
utilizar.

– Para el calculo del peso propio del vidrio, el espesor a tener en cuenta es la suma del espesor nominal
y de la tolerancia en el espesor del producto.
– El resultado obtenido del calculo es el espesor minimo que debe tener el vidrio.

Perfileria

Se tiene que distinguir entre el calculo de los montantes y el calculo de los travesanos. El proyectista debe
atender en cada caso a dos comprobaciones:

– Resistencia de la seccion del perfil: se debe comprobar que la tension de calculo de la seccion solicitada
no sobrepase la tension maxima admisible del material.

– Flecha maxima admisible: se debe comprobar que la flecha inducida no sobrepase los valores establecidos
por las normas de aplicacion.

En el momento del calculo, se pueden dar dos situaciones:

Caso 1: El proyectista quiere calcular la inercia minima necesaria para los perfiles de la obra para posteriormente
seleccionar aquellos que mas convengan.

Caso 2: Se parte ya de un perfil determinado y el calculo quiere realizar una simple comprobacion.
En ambos casos se deben realizar las dos procesos de calculo anteriormente mencionados.

Montantes

Los montantes van de forjado a forjado y se sujetan a estos mediante los anclajes. Por lo general, se suele
dejar libre el anclaje en la direccion longitudinal del perfil inferior (para absorber asi las dilataciones del
metal), consiguiendo asi que las cargas verticales provoquen tracciones y nunca compresiones en los perfiles.
El montante esta sometido principalmente a la accion horizontal del viento, uniformemente repartida a lo
largo de toda su longitud, y a la accion vertical provocada por su peso propio y las cargas de vidrios y paneles,
tal y como se indica en la figura adjunta.

Travesanos

El travesano esta sometido a un esfuerzo de flexion biaxial. En primer lugar, por las cargas actuantes en el plano
vertical derivadas de su peso propio y del peso de las lunas o paneles que debe soportar. En segundo lugar por las
cargas actuantes en el plano horizontal derivadas de la accion del viento.
Como en el caso de los montantes, se debe verificar, en primer lugar, la resistencia de la seccion del perfil,
comprobando que la σtotal sea menor que la σadm y posteriormente controlar la flecha maxima.

La limitacion de la deformabilidad debe ser muy estricta pues, aunque su flecha sea pequena es suficiente para distorsionar la estetica global de la fachada y para alterar la estanqueidad del cerramiento.

No se tiene que desconsiderar en el diseno de la fachada ligera la posibilidad de ser penetrada con la intencion del
robo. Ello es particularmente posible en zonas de la fachada facilmente accesibles desde la calle o edificios proximos.

Las alternativas mas comunes consisten en aumentar la resistencia a la penetracion del acristalamiento (laminado)
o la instalacion de dispositivos electronicos.

Los materiales que forman las fachadas ligeras se pueden considerar practicamente impenetrables al aire y al agua.

En contrapartida la fachada ligera presenta gran cantidad de juntas que confian su estanqueidad al uso de perfiles
de goma y de elementos de estanqueidad. La calidad de estos productos debe estar acorde con la de la fachada pero
se tiene que considerar que requeriran un mayor mantenimiento porque presentan una menor durabilidad funcional.