Kitabı oku: «Operaciones previas al hormigonado. EOCH0108»

Capítulo 1
Equipos para operaciones previas a la puesta en obra de hormigones
1. Introducción

El hormigón es el material resultante de una mezcla en distintas proporciones de cemento, árido y agua como componentes principales, al que en algunas ocasiones también se le añaden ciertos aditivos para modificarle determinadas características.

Inicialmente, la mezcla de hormigón se encuentra en estado fresco durante las horas posteriores a su fabricación, es decir, constituye una masa más o menos plástica, inconsistente, que adapta su forma al receptáculo que la contiene. Con el paso de las horas, la masa de hormigón experimenta un proceso físico-químico denominado fraguado, que provoca el endurecimiento progresivo del hormigón hasta alcanzar una estructura sólida que ofrece elevadas resistencias mecánicas.

Por esta razón, a la hora de ejecutar un elemento constructivo de hormigón es necesario realizar una serie de operaciones previas para preparar el espacio donde este se va a verter en estado fresco, dándole la forma prevista hasta el total endurecimiento de la pieza hormigonada.

En el presente manual se desarrollan las operaciones previas básicas para la puesta en obra del hormigón en diversos elementos estructurales, así como los equipos elementales para su realización.

2. Equipos para operaciones previas a la puesta en obra de hormigones

Una de las operaciones previas fundamentales a realizar antes de la puesta en obra del hormigón es preparar la base o espacio donde va a ser vertido en estado fresco, es decir, los moldes o encofrados que le dan forma a la pieza ejecutada hasta que el hormigón alcanza la resistencia suficiente para sustentarse por sí mismo.

Definición

Encofrado Molde provisional que se ejecuta previamente a la puesta en obra del hormigón, formado habitualmente con tableros o chapas metálicas, en los que se vierte el hormigón hasta que se desarrolla el proceso de fraguado o endurecido, y que se desmontan posteriormente.

El encofrado tiene principalmente varias funciones:

1 Proporciona al hormigón la forma planificada.

2 Aporta estabilidad al hormigón fresco.

3 Protege al hormigón de la pérdida rápida del agua en su amasado.

4 Ofrece soporte a la colocación de armaduras, viguetas, y elementos complementarios del elemento hormigonado.

5 Protege al hormigón de acciones externas durante su etapa de menor resistencia en las primeras horas tras la puesta en obra.

Nota

Es muy habitual la realización de encofrados con tableros de madera por la capacidad que ofrecen para adaptarlos a gran variedad de formas geométricas, si bien son también muy utilizados los encofrados de chapa metálica para formas geométricas simples o para formas curvas a las que estos se adaptan con más facilidad.

La base o molde de vertido del hormigón puede ser de tipología muy variada dependiendo de su forma de ejecución:

No siempre el material utilizado en el encofrado es reutilizable en posteriores puestas, así se puede dividir el mismo en dos tipos según esta funcionalidad:

1 Encofrado recuperable. Se desmonta una vez que ha cumplido su función, y el material rescatado se puede reutilizar en posteriores usos. Es el caso de encofrados mediante tableros o paneles desmontables, o de los moldes de piezas prefabricadas.

2 Encofrado perdido. El material usado para moldear el hormigón no se puede recuperar, quedando anulado una vez que su utilidad ha finalizado. Es el caso, por ejemplo de los encofrados realizados mediante fábrica de ladrillo o de bloques en elementos enterrados en el terreno como zapatas, losas o vigas de cimentación.

Para la correcta preparación y ejecución de los encofrados y trabajos previos a la puesta en obra del hormigón, el operario se ha de auxiliar de una serie de equipos, herramientas y medios auxiliares que faciliten su labor.

La relación de estos elementos puede ser muy extensa y variada, dependiendo del tipo de pieza que se hormigone, pero existen algunos de ellos que son de uso fundamental prácticamente en todos los casos, como pueden ser:

1 Niveles.

2 Plomadas.

3 Escuadras.

4 Cintas métricas.

Actividades

1. En las operaciones previas a la puesta en obra del hormigón de zapatas aisladas excavadas en terrenos con elevada tendencia al desprendimiento de sus paredes, ¿considera más recomendable el uso de encofrados perdidos o encofrados recuperables? Explique por qué.

Por otra parte, en muchas ocasiones, el tipo de elemento estructural que se pretende hormigonar permite el uso de moldes o encofrados modulares, formados por piezas que permiten ser ensambladas, con sistemas industrializados de montaje rápido y aptos para su reutilización en la puesta en obra de hormigón en elementos similares.

2.1. Niveles

El nivel es un tipo de herramienta que se usa para trazar o verificar la horizontalidad o verticalidad que presenta una superficie o una alineación determinada.

En operaciones previas a la puesta en obra del hormigón, como la ejecución de encofrados, se usan principalmente tres tipos de niveles:

1 Nivel de burbuja.

2 Nivel de vasos comunicantes o nivel de agua.

3 Nivel láser.

Nivel de burbuja

El nivel de burbuja se forma mediante una regla o prisma rectangular, que tiene un tubo cilíndrico de vidrio o plástico, calibrado, cerrado por sus extremos, con forma levemente curvada, relleno de líquido casi en su totalidad, a excepción de una burbuja interior de aire. El tubo cuenta con dos marcas equidistantes del punto medio. La burbuja tiene un tamaño menor a la distancia entre las dos marcas, y cuando se encuentra equilibrada entre ellas indica que el nivel está horizontal.

Nivel de burbuja

Muchos modelos de nivel tienen también incorporado otro cilindro calibrado, colocado perpendicularmente que permite comprobar la verticalidad de una superficie o alineación.

Nota

Cuanta más longitud tenga el nivel, mayor precisión se puede conseguir en la nivelación trazada con el mismo.

Nivel de vasos comunicantes o de agua

El nivel de vasos comunicantes o de agua consiste habitualmente en un tubo de poco grosor, flexible y transparente, relleno de agua, que se utiliza para trasladar la cota de nivel de un punto conocido a otro punto dado.

Por la teoría de los vasos comunicantes, la altura que toma el agua en ambos extremos define un plano de nivel horizontal.

Nivel láser

El nivel láser se usa para nivelaciones que requieran la máxima exactitud o cuando es necesario realizar la nivelación de puntos situados a mucha distancia, a fin de evitar el error acumulado que se puede producir al trasladar la cota mediante instrumentos de nivelación menos precisos como el nivel de burbuja o el de agua.

Este tipo de nivel es un dispositivo electrónico que, correctamente nivelado, mediante un haz láser señala los puntos que se encuentran en su mismo plano horizontal.

Con un nivel láser rotatorio montado sobre un trípode o superficie firme nivelada, es posible marcar la cota de nivel en cualquier elemento comprendido en los 360 grados alrededor del dispositivo.

Actividades

2. En una obra dispone de un nivel de burbuja, con ampolla horizontal y vertical, así como de un nivel de agua o de vasos comunicantes. ¿Cuál será el más adecuado para trazar el correcto nivel de llenado del hormigón de una serie de pilares que ya se encuentran encofrados y listos para ejecutar?

3. Volviendo a la actividad anterior, en el caso de pretender comprobar el correcto aplomado de los pilares, ¿cuál será el nivel apropiado a utilizar, teniendo en cuenta que no se dispone de plomada?

2.2. Plomadas

La plomada es un instrumento destinado a comprobar la verticalidad de un elemento o alineación. Se trata de una pesa metálica de forma cilíndrica o cónica, que a través de una cuerda se une a un cilindro, placa o pieza del mismo diámetro que la plomada, de forma que al colocarlo paralelamente a la superficie que se pretende nivelar, la plomada marca la verticalidad del elemento.

El uso de la plomada en operaciones previas a la puesta en obra del hormigón está especialmente indicado en elementos cuya altura es muy superior a las dimensiones de la base, como pilares y muros. Es estos casos, cualquier desplome de la parte baja, aunque sea leve, puede suponer varios centímetros de error en la parte superior, con los consiguientes problemas de replanteo y sobre todo de resistencia estructural.

2.3. Escuadras

La escuadra es un instrumento de trazado o comprobación de ángulos rectos.

El tipo de escuadra más básico utilizado en este tipo de trabajos consiste en dos pletinas de acero, soldadas por sus extremos formando ángulo recto entre ambas. Habitualmente cuenta con otra pletina diagonal que une las dos principales para evitar deformaciones y mantener exacto el ángulo de intersección entre ambas.

Sabía que...

Se dice que existe un ángulo recto o a escuadra cuando dos alineaciones forman un ángulo entre sí de 90 grados sexagesimales. Sus lados lo forman dos rectas perpendiculares entre sí, configurando en su intersección el vértice del ángulo recto.

Existen también escuadras realizadas con otros materiales, como el aluminio, que le aportan mayor ligereza al instrumento.

A partir de la escuadra básica, se pueden encontrar también en el mercado otros modelos de escuadra en las que las dos pletinas principales se unen mediante un sistema de rótula articulada que permite su abatimiento, con una escala graduada en grados. Este tipo de escuadras permite el replanteo y verificación no solo de ángulos rectos, sino también de cualquier ángulo que se necesite trazar.

Sabía que...

También existen modelos de escuadra que en uno de sus brazos principales incorpora un nivel de burbuja que permite trazar el ángulo verificando además la horizontalidad de la superficie sobre la que se replantea.

Las longitudes habituales que presentan las pletinas principales de las escuadras utilizadas en este tipo de trabajos de replanteo suelen oscilar entre los 25 cm para trazados de menor precisión hasta los 100 cm aproximadamente para alineaciones de mayor longitud o que requieran un incremento de la exactitud.

Ejemplo de la utilización de escuadra en la ejecución de operaciones previas a la puesta en obra de hormigones. Replanteo de bordes de encofrado de una losa o forjado.

2.4. Cintas métricas

Se trata de uno de los útiles fundamentales en cualquier trabajo de albañilería, y no menos primordial en operaciones previas a la puesta en obra del hormigón.

La cinta métrica también se denomina flexómetro. Se trata de un instrumento para medir distancias, constituido de una cinta flexible, generalmente metálica, de poco espesor, que para su transporte se aloja enrolladla sobre sí misma en una pequeña carcasa de plástico o metálica. La cinta se encuentra graduada en unidades de longitud, milimetradas mediante marcas pintadas o grabadas en su superficie.

Existen modelos de cinta métrica realizados en fibra o en materiales plásticos, aunque son más exactas las de acero, ya que al ser más resistente a la tracción, no sufre alargamientos longitudinales que podrían falsear el resultado de la medición.

Cinta métrica utilizada en pequeños replanteos

Las cintas métricas de uso más común en este tipo de trabajos de preparación para la puesta en obra de hormigón, tienen un longitud entre 3 y 10 m. Para medición de distancias más grandes se utilizan cintas de hasta 50 o 100 m. Estas suelen estar fabricadas en materiales más ligeros, para evitar el peso excesivo, con fibras especiales para evitar alargamientos al estirarlas.

Los modelos de cinta métrica de menor longitud cuentan normalmente con sistemas automáticos de enrollamiento. En la carcasa cuentan con sistemas de freno que evitan que se enrolle automáticamente durante mediciones en las que es necesario que permanezca extendida.

Nota

Para medir distancias con mayor exactitud, existen también sistemas electrónicos sustitutivos de las cintas métricas, como son los medidores a base de ondas de ultrasonidos o a base de señal láser, que indican la distancia exacta desde el dispositivo hasta el elemento en el que rebota la señal emitida.

Por sus características, ofrecen mayor grado de precisión los dispositivos medidores mediante láser que los basados en emisión de ondas de ultrasonidos.

En las operaciones previas a la puesta en obra de hormigones, las cintas métricas tienen una función fundamental de replantear y trasladar a la realidad de la obra las medidas indicadas en los planos del elemento estructural que se va a realizar.

También, una vez replanteados y ejecutados los elementos previos al vertido del hormigón, es necesario conocer sus medidas reales a fin de determinar su superficie o volumen. Esto servirá para realizar, por ejemplo una previsión exacta de la cantidad de hormigón necesario para ejecutar un determinado elemento estructural.

Actividades

4. Localice un plano de cimentación mediante zapatas aisladas de geometría simple, y realice una previsión estimada de la cantidad de hormigón necesaria para su ejecución.

Las cintas métricas se encuentran graduadas con una precisión hasta de milímetros, y por tanto para su uso es necesario dominar los métodos de conversión entre las distintas unidades de distancia, utilizando algunas de las operaciones indicadas en la siguiente tabla:

Para convertir las unidades en sentido contrario, se realiza la operación inversa a la indicada.

Ejemplo

Para convertir una medida de centímetros a metros será necesario dividir entre 100 la distancia, es decir una distancia de 285 centímetros será equivalente a 2,85 metros.

Aplicación práctica

Se está replanteando el encofrado de diversos elementos estructurales de hormigón mediante una cinta métrica graduada en centímetros.

En el plano, las cotas se encuentran en metros. Para una mayor comodidad de trazado se debe realizar previamente la conversión de las distancias en metros del acotado a distancias reales en centímetros. Las cotas de plano del elemento a replantear son: 1,70 m; 3,28 m; 0,12 m; 5,60 m; 0,56 m; 2,12 m.

Convertir estas medidas a centímetros.

SOLUCIÓN

1,70 m x 100 = 170 cm.

3,28 m x 100 = 328 cm.

0,12 m x 100 = 12 cm.

5,60 m x 100 = 560 cm.

0,56 m x 100 = 56 cm.

2,12 m x 100 = 212 cm.

2.5. Encofrados modulares

Son sistemas de encofrado prefabricados, con piezas realizadas según un patrón estandarizado, recuperables y reutilizables.

El sistema de encofrado modular ofrece, entre otras ventajas:

1 Montaje sistemático y rápido.

2 Facilidad de montaje.

3 Desencofrado seguro y rápido.

4 Versatilidad y adaptación a diferentes geometrías estructurales.

5 Ahorro de tiempo y material en la formación de encofrados de elementos repetitivos.

6 Permite la incorporación al sistema de elementos de seguridad adecuados al tipo de encofrado, evitando la instalación de medios de protección adaptados artesanalmente en obra.

Los sistemas de encofrados modulares o industrializados son de uso muy extendido en la ejecución, principalmente de:

1 Muros de hormigón.

2 Pilares y soportes verticales de hormigón.

3 Forjados y losas horizontales de hormigón.

4 Forjados y losas inclinadas de hormigón.

Existen numerosas tipologías de encofrados modulares, adaptados a cada tipo de elemento hormigonado. Normalmente se comercializa el encofrado con todos los sistemas auxiliares de montaje y apriete necesarios para su ejecución y puesta en obra.

Actividades

5. ¿Consideraría adecuado y favorable el uso de un sistema de encofrado modular para la ejecución de una cimentación mediante zapatas aisladas y vigas de cimentación en una vivienda de planta irregular?

2.6. Herramientas de montaje y apriete de componentes de encofrados modulares

Una de las características fundamentales que ha de cumplir un encofrado es la de resistir la presión ejercida por el hormigón fresco desde que se realiza su vertido hasta que el elemento hormigonado cuenta con la suficiente resistencia para ser auto estable. Por tanto, los encofrados modulares han de estar dotados de los sistemas de unión y acoplamiento entre sus componentes, que permitan su apriete de forma sólida y resistente.

Los sistemas de encofrados modulares se diseñan y comercializan habitualmente junto con sus accesorios de montaje y apriete, de forma que el ensamblaje entre las piezas se realice de forma robusta, rápida, fácil y segura.

Según el tipo de sistema de encofrado, varían las herramientas de montaje, alineación y apriete, entre las que se puede encontrar:

1 Grapas de apriete manual.

2 Pasadores externos.

3 Pasadores internos.

4 Sistemas de apriete mediante cuñas.

5 Latiguillos pasantes

6 Sistemas de apriete mediante arandela y mariposa roscada.

7 Alineadores.

8 Abrazaderas.

9 Husillos roscados.

2.7. Medios auxiliares en tajos previos a la puesta en obra de hormigones

Los medios auxiliares y complementos para encofrados simplifican las operaciones de montaje, puesta en obra del hormigón y desmontaje de los mismos, y según el tipo de medio utilizado, añaden beneficios al sistema como:

1 Aumento de la calidad de acabado.

2 Optimización de uso del sistema de encofrado.

3 Acceso fácil y seguro a los distintos niveles.

4 Simplificar la puesta en obra del hormigón.

5 Incremento en la seguridad de los operarios en el transcurso de los trabajos.

Entre los medios auxiliares de uso habitual en los tajos previos a la puesta en obra de hormigones se pueden citar:

1 Cimbras: sistemas de soporte de encofrados de fácil montaje, formadas por piezas verticales de apoyo y elementos de arriostramiento multidireccional.

2 Puntales telescópicos: elemento lineal de apeo de encofrados, que consiste en dos tubos de acero acoplables, con bases de apoyo en los extremos, y unidos mediante un sistema de rosca y pasador que permite adaptar su longitud a las necesidades de cada caso. Los puntales también se utilizan como tornapuntas de apoyo de los paneles de encofrado de muros.

3 Andamios para encofrados: armazones provisionales que se montan para soportar sistemas de encofrados recuperables cuando se han de montar con una altura libre superior a la que se alcanza con los puntales telescópicos.

4 Andamios de trabajo: estructura metálica formada por entramado de tubos con uniones multidireccionales, y plataformas de trabajo protegidas, para facilitar el acceso a los operarios que realizan las tareas previas y posteriores a la puesta en obra de hormigones.

5 Torreta de hormigonado: estructura metálica firme destinada principalmente al montaje seguro de encofrados, armaduras y puesta en obra del hormigón en elementos verticales en altura, como pilares y muros.

6 Escaleras: escaleras auxiliares para acceso y circulación de los operarios a los tajos, que pueden ser:

1 Escalera manual: escalera portátil que permite el traslado de su ubicación de forma rápida y fácil.

2 Escalera fija: sistema de acceso estable, realizado de forma conjunta con la plataforma o andamio de trabajo mediante estructura metálica multidireccional.

1 Entibaciones: estructura provisional de apuntalamiento y refuerzo de las paredes de una excavación durante los trabajos de apertura y preparación para la puesta en obra del hormigón, colocación de instalaciones, etc.

Sabía que...

El apeo es la acción de sustentar de forma provisional mediante armazones metálicos o de madera una construcción, terreno o estructura auxiliar.

Actividades

6. Considere los medios auxiliares que serán necesarios utilizar para las operaciones previas de preparación de un muro de hormigón armado, de 3,20 m de altura situado en el semisótano de una vivienda.