¿Estructuras de hormigón o estructuras de acero? ¿Qué hay de las estructuras mixtas? ¿Cuál es más conveniente y en qué caso? ¿Cuál tiene una mejor relación calidad-precio? Sea como sea, hay algo que podemos asegurar sobre este tema: la elección de la estructura adecuada es un aspecto crucial en cualquier proyecto de construcción y debería estar relacionado intrínsecamente con el diseño arquitectónico desde el desarrollo inicial del proyecto.

Hormigón estructural con barras de acero
Base de estructura en una construcción

Las tres tipologías más comunes y que más vemos en las estructuras de los edificios son las de hormigón, las metálicas y las mixtas. Por supuesto, cada una de ellas presenta una serie de ventajas que la hace más favorable en ciertos contextos frente a otros tipos de estructuras. ¿Qué características tienen cada una de ellas? ¿Qué ventajas ofrecen? ¡Te lo contamos!

¿Cuáles son las características de la estructura de hormigón?

El hormigón es el material por excelencia utilizado en obras civiles de cualquier lugar, pero ¿por qué? Porque, en primer lugar, es más económico y resiste muy bien las fuerzas a compresión. Es decir, soporta muy bien la fuerza de la gravedad siempre que sea vertical.

Aunque habría que estudiar cada caso en «concreto» para ver la rentabilidad de este material, es cierto que el hormigón tiene un precio bajo en comparación al acero, pero también hay que tener en cuenta que se necesita más material y más mano de obra para conseguir resistencias similares. Además, ha sufrido un aumento considerable en cuanto a sus precios y la mano de obra de ejecución. Hoy en día habría que estudiar muy bien si realmente es más rentable. Todo dependerá del diseño, del lugar donde se ejecute la obra y de las cualidades que queramos conseguir.

Una ventaja importante a tener en cuenta es que nos da la posibilidad de construir elementos de casi cualquier forma debido a que es un material que se trabaja con agua y, por lo tanto, es fluido. Dicha forma dependerá de su molde (encofrado). Además, se le pueden agregar otros compuestos para conseguir otras cualidades, como la impermeabilización, pigmentación, aceleración de fraguado, etc.

Hay varios tipos de estructuras de hormigón, y vamos a hacer un rápido recorrido por las más solicitadas.

Las estructuras prefabricadas de hormigón. ¿Qué son?

Este tipo de estructuras empiezan a ser unas de las opciones más utilizadas en la industria de la construcción en todo su conjunto, es decir, todos los elementos prefabricados.

Tradicionalmente, se han utilizado elementos prefabricados independientes que forman parte de la estructura combinados con hormigón in situ para proporcionar rigidez a los encuentros e uniones. Actualmente podemos encontrar y construir un edificio completamente prefabricado (pilares, vigas, forjados, muros de carga, muros de contención, cerramientos…etc.) utilizando un hormigón que ha sido previamente moldeado y curado en una planta industrial. Es decir, se fabrica en taller y se ensambla o se coloca en obra.

Como ocurre con todos los elementos prefabricados, debe haber una planificación y un planteamiento inicial impecable para que la obra se desarrolle con fluidez y se optimicen las ventajas de este tipo de estructuras.

La estructura de hormigón armado in situ. ¿En qué consiste?

Cuando nos encontramos frente a una estructura de hormigón armado in situ, queremos decir que primero se disponen de una o varias mallas complejas de barras de acero entramados entre sí y, posteriormente, se procede al vertido del hormigón fluido. Una vez vertido se debe esperar el tiempo suficiente para que se seque (fraguado) y alcance su resistencia máxima. Esto puede tratar desde 48h. hasta 28 días dependiendo de la cantidad de hormigón, el tipo de mezcla, la temperatura y la humedad del ambiente o los aditivos que se hayan utilizado para su composición.

Este tipo de estructuras son muy rígidas y resisten muy bien las fuerzas a compresión debido a las características del propio hormigón. Con el aporte del acero en su interior se consigue gran resistencia también a tracción. Dependiendo de los tipos y cantidad de esfuerzos que va a resistir la estructura se colocan más o menos barras de acero con diferente dimensión y posición.

Estructura de hormigón armado
Estructura de hormigón armado. Una imagen de ArtPhoto_studio en Freepik

Pero no todo son ventajas. El hormigón armado in situ requiere un tiempo prolongado para su ejecución y su curado. Se debe organizar bien la obra para poder avanzar en otras partidas mientras tenemos que esperar este tiempo.

También es necesario contar con bastante personal en la obra para que esta no se prolongue más de normal. Primero hay  que realizar un replanteo general de la obra según las dimensiones y los detalles del proyecto. Después hay que preparar todo el molde (encofrado) donde se va a verter el hormigón, tanto la base como los laterales. A continuación, hay que preparar las barras de acero en el taller, suministrarlas a la obra y colocarlas debidamente. Cuando todo se ha revisado y coincide con el cálculo inicial, se procede al vertido del hormigón y a su vibrado posterior para que este pase correctamente entre todas las barras de acero que se han colocado previamente.

Como se puede imaginar, es un trabajo complejo y prolongado en el tiempo donde participan diferentes técnicos especializados.

Estructuras metálicas: las estructuras de acero

Las estructuras metálicas que encontramos en construcción son, en la inmensa mayoría de los casos, de acero. Estas estructuras se caracterizan, por supuesto, por su ligereza, flexibilidad (comparadas a otros materiales) y rápida ejecución.

Se utilizan de forma bastante amplia en edificios comerciales, almacenes o rascacielos. Son estructuras bastantes más livianas que las de hormigón, facilitando así el proceso de construcción y reduciendo la carga propia de la estructura.

Otra gran ventaja es el tiempo que empleamos durante el proceso constructivo, debido a que los elementos de acero laminado en caliente primero se fabrican en taller y después se suministran y se colocan en obra. Después de su fijación, a diferencia del hormigón, no necesitan tiempo de curado, se puede seguir avanzando en el resto de la estructura o de partidas de obra. Por lo tanto, se necesita menos mano de obra durante su ejecución y los tiempos se reducen frente a las estructuras de hormigón.

Escalera con estructura de acero
Escalera con estructura de acero

Además, gracias a su flexibilidad pueden absorber con mayor capacidad los movimientos horizontales que pueden ser provocados por asentamientos sobre el terreno, por el viento o por movimientos sísmicos. Pero todas estas ventajas no pueden desviar la atención de los esenciales que debe cumplir una estructura metálica de acero (o del material que sea): debe ser lo suficientemente rígida, estable y resistente.

Asimismo, los desafíos ante los que se presenta una estructura de acero pasan por la corrosión del material (debe estar debidamente protegido durante su vida útil) y la conductividad térmica (requieren de un aislamiento adecuado).

Estructuras mixtas: hormigón y acero

Las estructuras mixtas convergen en el uso de los materiales que hemos descrito anteriormente: el hormigón y el acero. Por ello, adquieren los beneficios de ambos tipos de materiales, aunque también consideran sus detrimentos.

Por lo general, solemos identificar este tipo de estructuras con pilares o vigas de acero que sostienen los forjados de hormigón. Es una solución versátil para proyectos que requieran de las necesidades de ambos materiales. También se suelen utilizar pilares o vigas con perfiles de acero que se rellenan o se recubren de hormigón protegiéndolos ante posibles corrosiones o fuego.

De esta manera, se adquiere la rigidez y resistencia del hormigón a las fuerzas de compresión a la misma vez que le damos a la estructura una cierta flexibilidad y resistencia a las fuerzas de tracción con el empleo del acero, al igual que hemos explicado anteriormente con las estructuras de hormigón armado in situ.

Además, debemos tener en cuenta que, de este modo, se optimizan los recursos y se hacen equilibrios de costes de ambos materiales. Las estructuras mixtas componen una opción de lo más favorable a la hora de construir siempre y cuando se organice adecuadamente la obra. Es un material más liviano y manejable, con más posibilidades de modificación si el planteamiento inicial no ha sido correcto. La uniones propias y con otro tipo de materiales son sencillas y relativamente rápidas de ejecutar.