En la cúpula del Panteón en Roma, se utilizaron distintas operaciones para permitir que una construcción tan audaz se mantuviera en pie. Uno se refiere a la composición del hormigón (en este caso, hormigón no armado) con diferentes densidades en toda la estructura. Cuanto más cerca de la parte superior, se usaron piedras más ligeras en la mezcla, reduciendo el peso propio de la cúpula, pero manteniéndola sólida en su base. Otro artificio fue la inclusión de casetones –que no son más que sustracciones en el hormigón–, permitiendo que la cúpula mantenga una sección transversal lo suficientemente robusta para soportar su propio peso. Construido hace casi 1.900 años, este edificio aún nos sorprende con la genialidad de sus soluciones. Utilizar la cantidad de material necesaria únicamente donde este cumple su función principal, creando estructuras inteligentes, es solo una de las lecciones que brinda este edificio.
El hormigón es uno de los materiales más utilizados en la construcción civil. Sin embargo, el proceso de producción de sus materias primas consume grandes cantidades de energía y recursos naturales no renovables, además de emitir cantidades considerables de gases que agravan el efecto invernadero al que está sometido el planeta. Buscar formas de promover su uso consciente en los edificios, pero aprovechando aún sus características estructurales, es un camino coherente hacia un futuro más sostenible para la construcción civil. Para ello, es importante comprender sus cualidades y debilidades. En el caso de las losas, una gran desventaja del hormigón es su gran peso propio, limitando el diseño de vanos más grandes y corriendo el riesgo de que la estructura colapse. El hormigón tiene buena resistencia a la compresión, pero muy poca a la tracción y, por tanto, el acero actúa en conjunto en el hormigón armado, soportando los esfuerzos de tracción que actúan sobre las piezas.
En las losas prefabricadas, alveolares o nervadas, el espacio que ocuparía el hormigón traccionado se deja vacío o se rellena con un material de menor peso, como ladrillos cerámicos o poliestireno expandido. Un enfoque similar fue desarrollado en la década de 1990 por Jorgen Bruenig, quien desarrolló en Dinamarca un tipo de losa hueca biaxial (hoy más conocida por el nombre comercial de BubbleDeck). Se trata de un sistema compuesto por esferas huecas de plástico, que ocupan los lugares donde el hormigón desempeña una función estructural menos intensa, como en las proximidades de la línea neutra de las piezas sometidas a flexión. En estos casos, las esferas, insertadas uniformemente entre armaduras de acero superiores e inferiores, llenan de aire el espacio que ocuparía el hormigón que difícilmente contribuiría a la resistencia final de la pieza. De esta forma es posible reducir entre un 25% y un 35% el peso propio de la losa (frente a una losa maciza del mismo espesor), permitiendo mayores vanos y reduciendo la sección de los pilares y las sobrecargas en la cimentación del edificio. Se estima que el uso de 1 kg de plástico de las esferas ahorra unos 100 kg de hormigón.
También denominadas losas alveolares bidireccionales o biaxiales, su comportamiento y cálculos son similares a los de las losas macizas de hormigón, ya que los esfuerzos se transfieren en ambas direcciones horizontales hasta los pilares y cimentaciones. Se pueden construir mediante módulos, prelosas o paneles acabados. Requiere de menos apuntalamiento en comparación con las losas macizas o incluso nervadas, permitiendo que las obras avancen más rápido, incluso en vertical. El uso de componentes prefabricados también puede reducir significativamente la necesidad de mano de obra, lo que resulta en una construcción más rápida y económica.
Las esferas pueden estar compuestas de material de polipropileno reciclado o esferas de poliestireno, de bajo peso específico y buena resistencia. Después del hormigonado, la pieza parece una losa tradicional de hormigón macizo y las esferas permanecen al interior de la estructura. Investigaciones y testeos han demostrado sus buenas características acústicas y resistencia al fuego. Evidentemente, es un sistema que requiere más atención al detalle, para que el diseñador pueda adaptar las dimensiones existentes a las exigencias del diseño. Otro tema limitante es que, en algunos países, aún no existe una regulación específica para el sistema o mano de obra con gran experiencia en este método.
En los últimos años, el sistema ha sido aplicado ampliamente en proyectos a gran escala, como edificios educativos e incluso aeropuertos, donde los plazos son ajustados y existe la posibilidad de invertir en nuevos métodos debido a la escala. Las soluciones sostenibles no sólo consisten en crear nuevos materiales o nuevas tecnologías, sino también en utilizar el mismo material de formas más inteligentes.
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