Uno de los métodos de construcción que se utilizó habitualmente en la edificación de inmuebles a partir de finales del siglo XIX estaba formado por vigas maestras, también llamadas entonces IAO («I» con alas normales).

El espacio entre dos vigas se rellenaba con diferentes materiales como ladrillo o mampuestos. Hoy en día, con la creciente urbanización y la reducción del espacio cada vez más notable en las ciudades, los promotores y los arquitectos deben adaptar las estructuras existentes a las nuevas necesidades.

A menudo es necesario rehabilitar las obras que ya existen. Uno de los métodos utilizado habitualmente en el caso de las estructuras mencionadas es el del forjado mixto con chapa colaborante. Hay muchas herramientas digitales a disposición de los ingenieros y las oficinas de estudio que ofrecen un resultado mucho más preciso en la construcción mixta y la fijación sobre acero gracias al modelado.

¿En qué consiste la construcción mixta?

A la hora de cambiar la finalidad de una estructura, las nuevas cargas que soportará suelen ser más importantes, y los ingenieros deben reforzar los forjados existentes.

Existe un método que consiste en conectar una losa de hormigón con las vigas de acero para aumentar a la vez la capa de compresión y la inercia del forjado. Para que estos dos materiales funcionen como un material mixto, es importante añadir conectores que trabajen esencialmente para resistir el esfuerzo de rasante (cizallamiento). Gracias a este mayor espesor, la estructura cuenta con inercias más importantes y los forjados pueden soportar esfuerzos más intensos.

En la década de 1980, esta técnica se aplicó a las estructuras de puente que supuso un auge considerable de los puentes de carretera y, más tarde, de los puentes ferroviarios. A día de hoy, el mercado de la construcción aprovecha esta construcción mixta y ha experimentado un incremento de trabajos de rehabilitación por toda Francia. (Fuente: www.techniques-ingenieur.fr).

El cálculo de estas estructuras mixtas es complejo y esta revolución no se pudo trasladar a gran escala al sector de la construcción de edificios hasta la aparición de la informática y la digitalización de la construcción.

La importancia de las herramientas digitales en la construcción mixta

Uno de los problemas principales relacionados con la rehabilitación es que la construcción mixta requiere un dominio perfecto de los materiales constitutivos para asegurar la estabilidad de los edificios.

En el caso de un refuerzo de la estructura mediante forjado colaborante, no suele haber ningún problema con el hormigón ya que se corresponde con la norma EN-206. Por otro lado, las características mecánicas de los materiales existentes son mucho más complejas y no se suelen conocer; según el año de la estructura o su ubicación geográfica, los materiales de construcción pueden no estar estandarizados de forma homogénea.

La complejidad de los proyectos obliga a los ingenieros a contar con herramientas digitales eficaces y completas para dimensionar de la mejor forma posible las futuras rehabilitaciones. Gracias a estas herramientas que se mejoran constantemente, las oficinas de estudios pueden diseñar casos cada vez más complejos con total seguridad y asegurar el flujo de información gracias a las pasarelas, nubes, etc., en el contexto de la construcción 2.0 (BIM).

En un sector que sigue siendo frágil desde la crisis de 2008, la digitalización de la construcción demuestra ser toda una oportunidad para los profesionales de la construcción. De hecho, se calcula que la industria de la construcción representará en marzo de 2030 unos 17 500 millones de dólares, es decir, un 85 % más que en 2014.

Sin embargo, el sector de la construcción de edificios tarda en volcarse con la digitalización y todavía no ha iniciado plenamente una revolución que podría aportarle productividad y beneficios. (Fuente: L’Atelier BNP Paribas).

Las ventajas de la digitalización de la construcción mixta

Con el paso de los años, la digitalización de la construcción mixta ha demostrado ser una auténtica ventaja para las oficinas de estudios y los principales actores de las obras de rehabilitación. Además de facilitar las fijaciones sobre acero en las estructuras antiguas, estas herramientas digitales ofrecen múltiples ventajas desde el punto de vista de la productividad y la seguridad.

Mejora de la productividad gracias a la digitalización

La historia de la digitalización de la construcción comienza con el diseño asistido por ordenador (DAO), la conversión informática de los planos de los proyectos en curso o futuros.

A diferencia del papel, el plano digital permite integrar en tiempo real todas las modificaciones sin tener que rectificar varias páginas por el más mínimo cambio. Este ahorro de tiempo durante el diseño o la propia construcción mejora enormemente la productividad, adelantando así unos días valiosísimos y mejorando los beneficios al reducir la duración de la obra.

Esta revolución digital que se inició con los primeros programas de DAO sigue presente hoy en día. Ya hemos hablado de este tema en un artículo anterior. Según las estimaciones, aportaría un ahorro de entre un 30 y un 40 % del coste total de la obra.

Una seguridad ampliada

La seguridad en las obras es uno de los puntos que se puede mejorar gracias a la robotización. Por este motivo, se desarrollan drones o robots para zonas delicadas, especialmente para cartografiar las zonas complejas de un paraje, lo que permite tomar decisiones más sensatas y evitar los accidentes del personal.

Además, el modelado colaborativo en tres dimensiones de las obras permite detectar los posibles conflictos entre diferentes lotes antes incluso de construirlos.

La posibilidad de modelar también los métodos de construcción permite disminuir la actividad simultánea, una fuente potencial de accidentes, y aumenta por tanto la seguridad de los trabajadores y de las personas que frecuentan la obra.

Esto ofrece una visualización precisa del desarrollo futuro, posibilita el descubrir la construcción etapa a etapa para una mejor personalización del edificio y garantiza mayor seguridad.

Mejora de las relaciones en el BTP

En mayo del año pasado, el estudio anual de la consultora KPMG analizó el impacto de la digitalización de la construcción en las relaciones entre las empresas del BTP y sus clientes. Este análisis demostró que las relaciones entre los distintos actores se veía enormemente facilitado al ofrecer una mejor comunicación y una mejor visualización de las ideas de cada uno.

El BIM y sus avances tecnológicos

Limitar las innovaciones digitales de la construcción de edificios a los programas de diseño en tres dimensiones es un error. El verdadero avance es la construcción colaborativa. Destaca especialmente el modelado de información de construcción o BIM (Building Information Modeling por sus siglas en inglés).

Lanzado hace muchos años en el Hexagone, no fue hasta el año 2016 cuando empezó a usarse en el lenguaje del sector de la construcción de edificios de forma habitual. Permite a todos los actores de un proyecto en construcción compartir todos los datos técnicos y sus acciones sobre un mismo edificio.

Cada elemento se introduce en una maqueta modelada en 3D que se puede modificar en tiempo real a medida que avanza el proyecto en curso. Los posibles riesgos o errores son claramente apreciables antes de su ejecución.

Este proyecto tiene la ventaja de reducir los costes y los plazos de construcción de la obra, facilitando así el trabajo de las oficinas de estudios o de los propios ingenieros.

Si bien la maqueta en 3D no es una novedad, la posibilidad de incluir los datos abstractos de los objetos que componen el edificio y la información sobre sus características físicas o financieras representa un auténtico cambio en la construcción.

Para proponer alternativas eficaces a los ingenieros y fomentar la digitalización de la construcción, Hilti ahora cuenta con un programa que permite calcular eficazmente todos los tipos de construcciones mixtas, lo que ofrece la posibilidad de disminuir los riesgos potenciales y planear la construcción antes de su ejecución.

Las ventajas del programa Hilti X-HVB design

En colaboración con el CTICM, el Centro Técnico Industrial de la Construcción Metálica, Hilti ha desarrollado el programa Hilti X-HBV design. El objetivo es facilitar la migración hacia la digitalización de la construcción permitiendo el dimensionado de las estructuras en construcción mixta. Ofrece la posibilidad de digitalizar la conexión de los forjados de acero-hormigón conforme a los Eurocódigos actuales.

El programa X-HVB es mucho más rápido, se adapta a los proyectos nuevos o de renovación y mejora la productividad y el beneficio, especialmente durante la etapa de la obra.

El programa X-HVB, que se basa en el principio de la tecnología del claveteado sobre acero, asegura un comportamiento monolítico de la obra y su estructura. En un próximo artículo abordaremos el funcionamiento del claveteado sobre acero y las reacciones de los conectores al estar sometidos a solicitaciones exteriores.

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