Sostenibilidad y rendimiento en el nuevo casetón cerámico CRECE® para forjado reticular

La construcción con cerámica tiene grandes valores en un mundo en el que la sostenibilidad, la economía circular, la eliminación de residuos son objetivos asumidos que se exigen. Ricardo Castelló, arquitecto y arquitecto técnico, ha desarrollado una nueva pieza cerámica : CRECE® para forjado reticular, y en este artículo nos explica por qué surgió la idea y cómo está resuelta.

La función crea el órgano y la necesidad crea la función, argumentó Jean Baptiste Lamarck. Después de seis años en Marruecos como asesor de una empresa dedicada a la fabricación de productos cerámicos para revestir, y cuatro años como director general de CypeMaroc Sarl., no había más remedio que retomar la idea de un forjado reticular con casetones cerámicos.

En una de las magistrales clases que tuve la suerte de recibir de D. Joaquín Arnau Amo (Arquitecto, Catedrático de Estética y Composición en la Escuela Técnica Superior de Arquitectura en la Universitat Politècnica de València) nos confesó que: “él comía mientras cocinaba”, el casetón cerámico CRECE surgió de la misma forma.

A priori, se sabía que la pieza podía tener muchas pérdidas en transporte, que lo más probable es que no sería viable por costes de producción y que la competencia tenía mucha más experiencia. Pero los sistemas de producción cambian y la demanda de un producto no se reduce a su coste individual, sino a sus consecuencias en el coste global. Y de eso se trata.

La cerámica

Para empezar, la cerámica es un material sostenible, y es siempre agradable de ver y sentir. Tenemos claro que va a durar, conocemos su comportamiento porque se ha construido con arcilla desde hace mucho tiempo. Entrar en una “kasbah” de Marruecos en pleno mes de agosto, con 40 grados a la sombra y sentir la inercia térmica que aloja los muros de 50 cm de arcilla y paja como ligante, es siempre reconfortante.

La vida útil de la cerámica se establece en 100 años. Está demostrado que el transcurso del tiempo no afecta a las propiedades de la cerámica. Como el resto de los materiales cerámicos, la pieza CRECE® es un producto sostenible. La sostenibilidad de los materiales es un valor cada vez más importante en nuestra sociedad, por las implicaciones medioambientales, económicas y sociales que implica. Con el fin de demostrar de forma clara y rigurosa la sostenibilidad de sus productos, la Sección de Forjados de Hispalyt, dispone de la DAP (Declaración Ambiental de Producto) de bovedillas y casetones cerámicos. Se trata de una DAP del tipo de cuna a tumba, es decir, incluye la etapa de producto, construcción, uso del edificio y fin de vida. Esta DAP ha sido verificada por AENOR y está publicada en su programa GlobalEPD.

Universidad Politécnica Mohammed VI, Benguerir, Marruecos. Arquitectos: Ricardo Bofill Taller de Arquitectura y Elie Mpouyal.

Por eso, cuando proponemos incorporar a un sistema estructural conocido, un material noble, como es la arcilla cocida (como elemento no estructural), si facilita la ejecución, que resulta sorprendentemente más rápida y precisa, y aporta propiedades que volvemos a desear en nuestra vivienda, nuestro hábitat, no hay dudas sobre su idoneidad.

La nueva apuesta para forjados reticulares está empezando a caminar con pie firme y las primeras obras realizadas en España están siendo acogidas con muy buenos ojos por parte de todos los intervinientes.

Los inicios del forjado reticular

Hace más de un año se ejecutaron unos 15.000 m2 con un forjado reticular cerámico en el complejo universitario de Benguerir (Marruecos), suscrito por los arquitectos Ricardo Bofill y Elie Mouyal. Durante su ejecución sorprendió: la velocidad en puesta de obra, la capacidad de almacenar humedad de la pieza y devolvérsela al hormigón con la debida tranquilidad durante el fraguado, así como la posibilidad de alojar pequeñas instalaciones bajo nervio.

La primera vez que se realizó un forjado reticular con casetones creámicos fue en la obra de la Universidad Politécnica en Benguerir, Marruecos. Arquitectos: Ricardo Bofill Taller de Arquitectura y Elie Mpouyal.

Este proyecto dinamizó un sistema que se está implantando en España, un país con vocación de forjado reticular. Recordemos que, según el Ingeniero D. Florentino Regalado, “el forjado reticular configura una placa nervada, en forma de losa de hormigón armada en dos direcciones ortogonales. Este tipo de forjados no suele presentar vigas acusadas y, en consecuencia, pertenece a la familia de los forjados planos”.¹

Dentro de los forjados reticulares se distinguen: los forjados con casetón recuperable y los de casetón perdido. Ahora nos encontramos con la variante de casetón perdido cerámico. Naturalmente, el casetón recuperable presenta ventajas por su menor peso, aligerando el peso total de la estructura, pero como contrapartida, tiene inconvenientes de tipo térmico, acústico y seguridad en caso de incendio. En el caso de los casetones perdidos cerámicos, obtenemos lo que vamos a decir una solución mixta.

El casetón perdido cerámico

La pieza propuesta, presenta una forma de prisma rectangular, con espacios interiores más grandes, en cuya parte superior se disponen zonas de debilidad, creadas por precortes o por zonas de menor espesor. Los espacios están preferentemente a diferente distancia del borde más próximo, y pueden ser de distintas o iguales dimensiones.

Descargar pdf de dibujo de piezas

En este caso conforman dos posibles futuros nervios de diferentes anchos, según la propuesta de los fabricantes (12 cm /14 cm).

Una vez se elimina una de las partes superiores (zonas de debilidad) de los espacios más grandes, queda una pieza en forma de “6” tumbado o de “uo” sobre la que se puede alojar un nervio.

Diferencias formales del sistema CRECE®

Las primeras diferencias que podemos observar en con respecto a un forjado reticular de casetón perdido de hormigón son:

-El nervio está recubierto inferiormente, por lo que la altura total del forjado es superior a la convencional, o a la requerida por cálculo.

-Los cruces de los nervios se ensanchan y llegan hasta el suelo del forjado, sin recubrimiento cerámico.

-El módulo de montaje tiene 4 piezas, siendo sin embargo convencional en los forjados reticulares con bloque hormigón, la utilización de sólo tres o incluso de dos bloques.

-El módulo de montaje se aloja en el centro del cruce de los nervios, siendo normalmente, el módulo de montaje el limitado por los nervios.

-Las piezas se colocan en aspa. Una pieza fabricada por extrusión tiene dos caras abiertas. Con esta disposición en aspa se cierran las caras abiertas, evitando la penetración del hormigón.

-Las piezas se colocan a tope. Una vez ejecutado un módulo, el resto de los módulos se colocan a tope del módulo inicial. Los nervios se generan en el interior de la pieza, no entre las piezas.

Parámetros estructurales del sistema CRECE®

Las diferencias geométricas advertidas en el punto anterior producen de inmediato una transformación en el modelo utilizado para el cálculo de este tipo de forjados. Los parámetros que nos indica CYPE en su versión 2020. E, de su programa de cálculo CYPECAD, en la cual ya se han implementado los forjados reticulares de casetón cerámico perdido CRECE®, son los siguientes: Número de piezas por módulo / Canto total del forjado (h) / Capa de compresión (c) / Espesor bajo nervio (d) / Intereje (b) / Ancho de nervio (a) / Volumen de hormigón / Peso de forjado

Descargar pdf del detalle Viga plana interior

Puntos a tener en cuenta:

Altura del ábaco. La altura del ábaco es igual o superior al canto del forjado (h) (como mínimo), puesto que en los ábacos se aumenta la altura del recubrimiento del nervio, presentando con ello una mayor altura.

Altura de las vigas. Por la misma razón, la altura de todas las vigas del forjado en principio se igualará como mínimo al canto del forjado.

Descargar pdf de Sección de ábaco central

Estructuralmente el forjado CRECE® no tiene más diferencias observables, salvo el peso propio del forjado, el cual es ligeramente inferior en igualdad de condiciones (de intereje y canto de nervio) al del forjado de bloque de hormigón. Este menor peso del forjado se traduce en un ahorro económico en el global de la estructura.

Puesta en obra

En cuanto a los ábacos y vigas, no existe ninguna diferencia, pero sí en el replanteo de los nervios. El sistema como ya hemos citado se dispone “a tope y en aspa”, es decir, empezaríamos desde una esquina formando un módulo, y adosando otro de forma consecutiva formando filas de módulos. Las piezas son rígidas y de dimensiones regulares (de acuerdo los parámetros impuestos por los controles de producción en fábrica). Es decir, no se necesita replantear los nervios. Los nervios surgen como consecuencia de colocar las piezas. 

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El sistema garantiza un alto rendimiento en su puesta en obra, con la precisión de la alineación de los nervios sin el replanteo de estos. Así mismo, este sistema de colocación evita el movimiento de las piezas durante la ejecución, con la seguridad de tener unas dimensiones constantes de nervio, sin estrangulamientos, lo cual supone una garantía para la dirección facultativa.

Video de puesta en obra del forjado cerámico reticular

Una pieza del sistema CRECE® ofrece un peso de 16 kg, mientras que una pieza de las mismas características y de hormigón está aproximadamente en 25 kg. La ligereza de esta pieza cerámica en comparación con su equivalente de hormigón reduce de forma importante el riesgo de los operarios a experimentar lesiones durante su manipulación, al tiempo que facilita su colocación, mejorando con ello considerablemente el rendimiento en obra.

Esta imagen pertenece a la primera experiencia de colocación en Benguerir, Marruecos, con una pieza más pesada que la fabricada por Cerámica Peño S.L.

Forjado realizado con las piezas de Cerámica Peño. Se puede observar la perfecta alineación de nervios.

El armado y el hormigonado del forjado bidireccional de casetones cerámicos no ofrece ninguna diferencia con los convencionales, sólo destacar la facilidad de atado de barras en los cruces. El ensanchamiento producido por la disposición de las piezas ayuda a la colocación y atado de las mismas.

Propiedades térmicas y acústicas

Para la caracterización térmica y acústica del sistema CRECE®, nos podemos remitir a los valores de referencia del Catálogo de Elementos Constructivos (CEC) del Ministerio de Fomento.

Seguridad en caso de incendio

El sistema CRECE®, por su naturaleza cerámica, tiene un comportamiento óptimo frente al fuego. Presenta una clase de reacción a fuego A1, la máxima posible, siendo incombustible. Por otro lado, el que con este sistema los nervios queden protegidos por una pieza cerámica, aporta al forjado una elevada estabilidad e integridad en caso de incendio.

La resistencia al fuego R del forjado se debe calcular con el Anexo C del DB SI, en función de parámetros como el recubrimiento de las armaduras o la dimensión mínima del nervio. Las soluciones de forjados cerámicos reticulares con sistema CRECE® alcanzan, como mínimo, una resistencia al fuego R-90. Esta resistencia se puede mejorar hasta R-120 si se aplica un revestimiento de yeso por su cara inferior.

Para cualquier tipo de forjado, es necesario respetar unos recubrimientos mínimos de las armaduras inferiores de los nervios para cumplir una determinada resistencia al fuego. En este sentido, el sistema CRECE®, al contar con un revestimiento cerámico a lo largo de la cara inferior de los nervios, aporta una protección adicional a estas armaduras, lo que supone una garantía extra en el mantenimiento de resistencia estructural en caso de incendio.

Posibilidad de alojar instalaciones

El nervio del forjado está recubierto en su cara inferior, en este caso por una pieza cerámica de espesor 38 mm, por lo que existe la posibilidad de alojar instalaciones de pequeño diámetro. Esta capacidad permite, en determinados casos, eliminar el falso techo, con las ventajas que ello conlleva, por ejemplo, la reducción de la altura libre entre forjados y un ahorro en el precio/m2 de construcción.

Conclusiones y ventajas del sistema de forjado reticular cerámico

Diseñar una nueva pieza que mejore ciertos aspectos del proceso constructivo es un reto que nos planteamos muchos arquitectos y arquitectos técnicos. La construcción es costosa y sabemos que tiene aspectos que perjudican nuestro mediambiente. Esta aportación no es de alta tecnología, pero aporta valores que merece la pena tener en cuenta:

Material cerámico. Un producto sostenible y del que conocemos su comportamiento por su amplia utilización y arraigo en España.

Ligereza del forjado. El peso de la pieza CRECE® está por debajo del peso del casetón de hormigón, y ello conlleva una reducción del coste global de la estructura.

Facilidad de colocación de las piezas. La reducción de la fase de replanteo y mayor rendimiento por el menor peso de la pieza.

Alineación de los nervios (intrínseca al sistema), es una garantía para la dirección facultativa de las obras.

Posibilidad de alojar instalaciones bajo el nervio. Eliminación del falso techo en algunas zonas.

Por otro lado, los forjados de entrevigado cerámico se adaptan perfectamente al cumplimiento de las exigencias reglamentarias recogidas en el Código Técnico de la Edificación, existiendo diferentes herramientas de ayuda al proyectista para el diseño de estos forjados. En relación con el cálculo estructural, el ahorro en secciones y cuantías de armado de la estructura que supone el empleo del sistema CRECE®, ya se puede comprobar mediante cálculo desde la versión 2020. E, del programa de cálculo CYPECAD

Nota

1.      Los forjados reticulares: Diseño, análisis, construcción y patología. Florentino Regalado Tesoro. CYPE Ingenieros, SA. ISBN 84-930696-5-5, Edición 2003.

Ricardo Castelló Albiñana es Arquitecto, Arquitecto Técnico y Director de CYPEMAROC SARL.

La solución del forjado reticular CRECE® ya está siendo desarrollada por dos empresas: Cerámica Peño S.L. y Cerámica Marlo S.A, Ver ficha en MATERIALES de Tectónica

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