Sistema Steel Framing

PASCUAL PESUDO
Doctor Ing. Construsoft, S.L.

El sistema constructivo «CASAS DE ACERO» se basa en el uso, como elementos resistentes, de perfiles de acero galvanizado de bajo espesor, obtenidos por un proceso de conformación en frío.

Así pues, es un sistema extremadamente ligero y «en seco», con las correspondientes ventajas que ello conlleva.

Como resumen, el sistema contempla la integración de tres conceptos:

• La estructura realizada a partir de perfilería de acero galvanizado conformada en frío y unida mediante tornillos autotaladrantes. Debido al proceso de conformado es posible optimizar la estructura permitiendo de esa forma todo tipo de configuraciones arquitectónicas sin limitaciones de forma.
• Las particiones interiores realizadas con la tecnología de la placa de yeso sobre esqueleto metálico, solución sobradamente conocida por sus altas prestaciones y calidad de acabados.
• El acabado exterior o envolvente realizada con paneles hidrófugos sobre los que es posible aplicar cualquier tipo de acabado tradicional.

El sistema constructivo «CASAS DE ACERO» tiene sus usos más habituales en edificaciones de hasta 4 pisos (planta baja más tres). Si bien es aplicable a edificaciones de más envergadura, es en el caso anterior donde se optimizan y realzan sus ventajas frente a otros sistemas constructivos.

En esas condiciones, el sistema «CASAS DE ACERO» se caracteriza por ser un sistema abierto en el que todos los componentes y piezas necesarias para su correcta implementación pueden ser resueltos empleando el acero ligero, siendo a la vez integrable con otras tipologías constructivas (estructuras de acero convencional o de hormigón) y acabados tradicionales.

Así pues, los usos más comunes de la estructura ligera en edificación son:

• Viviendas unifamiliares; aisladas o pareadas.
• Edificios residenciales de baja altura.
• Edificios de oficinas de baja altura.
• Colegios y centros docentes.
• Hoteles de baja altura.
• Edificios de baja altura para usos varios (centros sanitarios, comisarías, etc.).

Debido a la ligereza estructural del Steel Framing y su fácil integración con cualquier tipología constructiva, cerramiento o acabado «tradicional», también resulta un sistema muy apropiado para:

• Oficinas de varias plantas en interior de naves industriales, sin necesidad de reforzar la cimentación.
• Cubiertas ligeras (a una o varias aguas, planas, etc.).
• Cerramientos industriales.
• Cerramientos de edificios.
• Ampliaciones en altura de edificios existentes (remontas).
• Rehabilitaciones.

Es de remarcar que el sistema constructivo «CASAS DE ACERO» cumple plenamente con lo estipulado por la normativa vigente para edificación en España, el Código Técnico de la Edificación.

VENTAJAS DEL SISTEMA: EFICIENCIA Y SOSTENIBILIDAD

El sistema constructivo «CASAS DE ACERO» es un sistema ligero, seco e industrializado, con las correspondientes ventajas que eso conlleva:

• Reducción del coste de construcción.
• Reducción de los plazos de ejecución y tiempos de montaje.
• El montaje se realiza sin necesidad de maquinaria pesada.
• Ahorro notable de mano de obra durante el proceso constructivo.
• Cimentaciones de volumen más reducido y posibilidad de construir sobre terrenos deficientes.
• Posibilidad de ejecutar diseños más originales y con mayores variantes que un sistema tradicional.
• Posibilidad de pre-montaje en fábrica de porciones de estructura (paredes, cubiertas, etc.).
• Compatible con cualquier tipo de acabado exterior e interior tradicional.

Estructura a base de perfilería de acero industrializada:

• Gran precisión en la ejecución de las obras.
• Costes de materiales cerrados en fase de proyecto, sin sorpresas durante la obra.
• Mayor control de calidad del material, con sistema de control integral implementado en fábrica.
• Estructura preparada para el paso de instalaciones por el interior de la pared.
• Estructura preparada mediante huecos para la instalación de puertas y ventanas.
• Integración total de las instalaciones y mecanismos por el interior de la pared, sin necesidad de regatas, mejorando por tanto el acabado final.

Sostenibilidad:

• El acero es un material reciclado y 100 % reciclable, sin perder sus propiedades. El acero utilizado en la conformación de la estructura, además, proviene de bobinas de chapa, de las que el 80% proviene delreciclaje (fuente: Arcelor Mittal).
• Se minimiza el uso de acero. Los ratios de kg acero/m² edificación son, para este sistema, extremadamente bajos, del orden de 24 a 35 kg acero/m² edificación.
• Prácticamente no se generan residuos de obra. Toda la estructura llega a obra cortada a medida.

Además, la modulación del sistema coincide con el ancho de las placas de revestimiento exterior e interior, por lo que no es necesario cortar los materiales en obra. De esta forma, se reducen enormemente los sobrantes de materiales y los residuos de obra.

• Se reduce la demanda energética de la edificación, debido al alto grado de aislamiento térmico de las paredes y cubiertas del sistema.
• No se consumen grandes cantidades de agua en obra, ya que se trata de un sistema «en seco».
• Se reduce el impacto de los transportes de materiales a obra, debido al poco peso del sistema constructivo.
• Se reducen los tiempos de ejecución y no se utiliza maquinaria pesada, reduciendo por tanto las molestias a vecinos y el impacto sobre el entorno.

DESCRIPCIÓN TÉCNICA DEL SISTEMA CONSTRUCTIVO

Acero, perfilería tipo y fabricación

La estructura del sistema «CASAS DE ACERO», tal y como ya se ha comentado, está formada por un conjunto de perfiles de acero conformados en frío debidamente unidos entre sí.

Estos perfiles se obtienen por perfilado de chapas de acero de espesores entre 0,6 mm y 3,5 mm y calidad DX51D1Z275N (según norma EN10.142), con un límite elástico mínimo de 250 N/mm² y una resistencia a la tracción mínima de 330 N/mm.

La protección frente a la corrosión del acero se consigue mediante un galvanizado en caliente del tipo Z275N, con un recubrimiento de cinc de 275 g/m por ambas caras (fig. 2).

Los controles integrales durante la producción de la perfilería aseguran la alta calidad del producto final.

Optimización del acero apreciable en las ratios de las interacciones

Paredes

Las paredes de este sistema constructivo están formadas por un entramado de perfiles de acero galvanizado, de altura variable, que conforman paños cerrados. En cada paño o pared es posible diferenciar entre tres elementos estructurales fundamentales:

• Los montantes verticales del entramado están dispuestos habitualmente siguiendo un intereje máximo de 60 cm.
• Los dinteles horizontales, para la realización de huecos  para puertas y ventanas, están formados por losmismos perfiles ensamblados entre sí formando una sección cerrada.
• Todas las uniones entre perfiles metálicos se realizan con tornillos autotaladrantes de acero cincado, de diámetro 4,8 mm.
• La fijación de la estructura metálica a la cimentación se realiza con anclajes metálicos de expansión por anilla de M8 y pretaladro de 8 mm. Los anclajes se disponen en la base del montante, fijando el carril de suelo a la subestructura de hormigón.
• El hecho de emplear un solo tipo de tornillo autotaladrante y de anclaje evita la posibilidad de errores de montaje motivados por errores de identificación.
• Los revestimientos exteriores de las fachadas del edificio consisten en un aplacado de madera hidrófuga OSB3 fijado al entramado metálico con tornillos autotaladrantes y una lámina impermeable al agua y permeable al vapor, sobre la que se coloca el acabado final exterior, que puede ser de cualquier tipo y a elección del cliente.
• Los anchos habituales de pared estructural, una vez dispuestos los aplacados, pueden variar entre los 12 cm de una pared interior, a los 15-20 cm de una pared exterior, dependiendo del acabado.

También es posible adaptar los anchos de pared según las características de cada proyecto.

La estabilidad de la estructura frente a solicitaciones horizontales (cargas de viento o sismo) se consigue mediante arriostramientos en las estructuras de paredes de carga y arriostramientos en los diferentes planos horizontales de la edificación (forjados y techos) (fig. 6).

Forjados

Para los forjados de entreplanta de este sistema constructivo se han desarrollado varias tipologías posibles, a escoger por el cliente según sus necesidades o los requerimientos de cada proyecto:

• Forjado en «seco». Realizado con un emparrillado de vigas en celosía a base de perfiles de acero ligero sobre las que se disponen tableros que pueden ser de diversos materiales (madera, chapas de acero, etc.). Al ser un forjado ligero admite luces largas entre apoyos, de hasta 8 m libres. Por contra, dada la poca inercia de las vigas, y por tanto siendo un forjado más «flexible», es necesario utilizar aislantes al ruido de impacto bajo los pavimentos para asegurar el correcto aislamiento acústico.
• Forjado de chapa colaborante. Formado por una chapa nervada de acero, que sirve de encofrado perdido y de armadura de positivos a una capa de compresión de hormigón armado. Dicha chapa se fija directamente a la estructura ver tical. Al ser un forjado más pesado que el anterior, admiten más metros de luz libre entre apoyos. Tiene las ventajas de la inercia elevada del hormigón, proporcionando mayor aislamiento acústico sin aislantes adicionales, y de una mayor facilidad de montaje; en su contra tiene que es una solución «húmeda», con los problemas que ello conlleva (tiempos de fraguado, etc.).

En todos los casos es posible fijar directamente el falso techo a la estructura o colgarlo de una subestructura secundaria y todos los tipos de forjado permiten el paso de instalaciones por su cara inferior y la instalación de aislantes por encima del falso techo (fig. 7).

Cubiertas

Las cubiertas se realizan también con perfilería de acero ligero, sobre la que es posible ejecutar cualquier tipo de cerramiento y acabado (tejas cerámicas o metálicas, pizarra, paneles sándwich, chapas metálicas…). Es posible realizar cualquier tipología de cubierta, ya sea a una o dos aguas, a cuatro aguas, buhardillas habitables, cubiertas planas accesibles o no, etc.

Dependiendo del tipo de cubierta y las necesidades del cliente, es posible utilizar las siguientes tipologías estructurales:

• Las cubiertas planas y las buhardillas habitables se ejecutan utilizando vigas a base de perfiles de acero ligero abiertos tipo «C», debidamente arriostradas. Alcanzan luces del orden de 8 a 10 m entre apoyos. En todos los casos es posible fijar directamente el falso techo a la estructura o colgarlo de una subestructura secundaria y todos los tipos de forjado permiten el paso de instalaciones por su cara inferior y la instalación de aislantes por encima del falso techo (fig. 8).
• Las cubiertas no habitables a una, dos o cuatro aguas, se realizan mediante cerchas (celosías) de perfiles de acero ligero ensamblados entre sí mediante tornillería autotaladrante. Este sistema es, desde el punto de vista de la optimización del peso, más eficiente; admite luces del orden de 10 o 14 m entre apoyos. Las cerchas de cubierta, además, pueden premontarse en taller, garantizando una mayor precisión geométrica y una reducción del tiempo de montaje en obra (fig. 9).

Aislantes, instalaciones y carpinterías

El sistema constructivo «CASAS DE ACERO» permite el uso de cualquier tipo de aislante y de cualquier espesor, adecuándose a los requerimientos de cada proyecto.

Los aislantes se disponen en el interior de las paredes, en las cámaras entre perfiles verticales, siendo así posible utilizar aislantes de elevado espesor sin aumentar el ancho de pared y conseguir un aislamiento mucho más efectivo que con los sistemas tradicionales de construcción.

El sistema permite usar cualquier tipo de carpintería para puertas y ventanas, simplificando el montaje al fijarse esta directamente a la estructura metálica resistente.

Las instalaciones y mecanismos se disponen en el interior del panel, mientras que el paso de instalaciones se realiza a través de las perforaciones de los montantes verticales, pretaladrados en fábrica.

Dichas perforaciones pueden modificarse de posición, dependiendo de las necesidades de cada proyecto concreto.

Así, todos los pasos de instalaciones y mecanismos se realizan en el interior de las paredes, los forjados y las cubiertas, redundando en un menor tiempo de montaje y una elevada calidad de ejecución (fig. 10).

Resistencia a fuego

La resistencia a fuego de la estructura del sistema «CASAS DE ACERO» se confiere a los aplacados interiores y exteriores de paredes y forjados. Por tanto, dependiendo de las necesidades de aislamiento a fuego del proyecto concreto, se dispondrán diferentes combinaciones de aplacados para asegurar la resistencia deseada.

Es posible alcanzar resistencias de entre 30 y 120 min utilizando los aplacados y detalles constructivos adecuados, por lo que el sistema se adecua a cualquier uso que se vaya a dar a la edificación proyectada.

Reducción de costes y rendimientos de montaje

El uso del sistema «CASAS DE ACERO» desarrollado por pesudo grupo comporta una reducción considerable de los costes de construcción, debido a diversos factores:

• Reducción drástica del tiempo de construcción de la estructura de montaje, sin que suponga un perjuicio para el resto de equipos.
• Reducción de la mano de obra durante el proceso constructivo y sin necesidad de maquinaria pesada.
• Cimentaciones de volumen reducido.
• Costes competitivos de materiales y cerrados en fase de proyecto.
• Generación de sinergias durante el proceso constructivo, tanto desde el punto de vista de eficiencia como el de la rotación de equipos.

Los tiempos de montaje de la estructura de este sistema constructivo dependen, evidentemente, de la experiencia del equipo de montadores cualificados de que disponemos.

No obstante, considerando un equipo de cuatro montadores, es posible alcanzar ratios de montaje de 20 – 35 m²/día de estructura de vivienda según tipología (fig. 11).

El futuro de la construcción está en el Steel Framing, y el futuro del Steel Framing está en la fabricación precisa y computarizada de perfiles de acero.