{"id":713,"date":"2020-08-06T11:49:39","date_gmt":"2020-08-06T10:49:39","guid":{"rendered":"https:\/\/www.inerco.com\/blog\/?p=713"},"modified":"2020-08-06T11:50:06","modified_gmt":"2020-08-06T10:50:06","slug":"pantallas-acusticas-en-una-cubierta-interpretacion-del-codigo-tecnico-de-la-edificacion-en-la-resolucion-de-problemas-estructurales","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.inerco.com\/blog\/pantallas-acusticas-en-una-cubierta-interpretacion-del-codigo-tecnico-de-la-edificacion-en-la-resolucion-de-problemas-estructurales\/","title":{"rendered":"Pantallas ac\u00fasticas en una cubierta: interpretaci\u00f3n del C\u00f3digo T\u00e9cnico de la Edificaci\u00f3n en la resoluci\u00f3n de problemas estructurales"},"content":{"rendered":"\n

Cuando hablamos de pantallas ac\u00fasticas<\/a>, hablamos de estructuras formadas por pilares y vigas, que conforman una superficie plana (generalmente vertical) cerrada con paneles ac\u00fasticos. Esto significa que donde antes no hab\u00eda nada, ahora nos encontramos una superficie sometida a la acci\u00f3n del viento.<\/p>\n\n\n\n

Para entender mejor qu\u00e9 aspectos son los que m\u00e1s van a incidir en el c\u00e1lculo de una pantalla ac\u00fastica, vamos a exponer el caso de una pantalla ac\u00fastica ubicada en la cubierta de un edificio existente <\/strong>y que no ten\u00eda previsto colocar este tipo de sistemas de reducci\u00f3n del ruido:<\/p>\n\n\n\n

Este tipo de actuaciones se encuentran tanto en edificaci\u00f3n como en un entorno industrial, donde un edificio existente con varios equipos situados en la cubierta, necesitan ser apantallados para disminuir el nivel de ruido emitido al exterior.<\/p>\n\n\n\n

Se tratar\u00e1 de pantallas \u201cexentas\u201d, es decir, un conjunto de pilares y vigas anclados al edificio existente.<\/p>\n\n\n\n

\"Pantalla
Pantalla situada en la cubierta de un edificio existente<\/em><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

En primer lugar, ser\u00e1 necesario realizar una visita al lugar para ver las condiciones de trazado <\/strong>de la pantalla. Las cubiertas de los edificios suelen ser fruto de un cierto \u201cdesorden\u201d en cuanto al trazado de instalaciones discurriendo por su superficie y caras interiores de los pretiles, lo cual hace dif\u00edcil conformar un trazado limpio con libertad de situaci\u00f3n de apoyos.<\/p>\n\n\n\n

Digamos que tendremos que dise\u00f1ar un trazado generalmente irregular y adaptarnos a los espacios y lugares disponibles.<\/p>\n\n\n\n

En segundo lugar, hay que estudiar esa geometr\u00eda<\/strong> de la pantalla. Aspectos como su altura y sus retranqueos nos ayudar\u00e1n a definir el esquema estructural a seguir. Es importante tener en cuenta que no podremos apoyarnos en cualquier parte del forjado o de los pretiles de cubierta, por lo que conjuntamente con el dise\u00f1o de la estructura hay que estudiar la posici\u00f3n de las instalaciones existentes en la cubierta y la estructura portante del forjado, para transmitir las cargas a los elementos m\u00e1s resistentes: pilares o vigas principales.<\/p>\n\n\n\n

En tercer lugar, abordaremos el c\u00e1lculo de la pantalla, valorando las cargas de viento<\/strong> a las que est\u00e1 sometida. En este caso, cuando se trata de una pantalla exenta, no es del todo correcto limitarnos a usar el CTE, ya que corremos el riesgo de no estar del lado de la seguridad porque el CTE no contempla el efecto de turbulencias producidas en los extremos de un elemento estructural lineal plano tipo pantalla sometido a cargas perpendiculares a su superficie (viento). En estos puntos, el valor de la carga de viento se puede triplicar<\/strong> respecto a la zona central de la pantalla, supuesto que s\u00ed est\u00e1 contemplado en el EC.<\/p>\n\n\n\n

\"Efecto
Efecto de las turbulencias de viento en los extremos de una pantalla exenta (pantalla vista desde arriba)<\/em><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Adem\u00e1s, hay que tener en cuenta que, en numerosos casos al tratarse de una estructura exenta, existe una \u00fanica fachada sometida a presi\u00f3n y succi\u00f3n a la vez. El CTE da un valor para el coeficiente de presi\u00f3n en una fachada de un edificio de tipo rectangular y otro valor para el coeficiente de succi\u00f3n en la fachada posterior de ese edificio. Es decir, que en la cara de la pantalla que recibe el viento (barlovento) solo se contempla el valor de carga de viento debido a la presi\u00f3n y es el t\u00e9cnico proyectista el que tiene que caer en la cuenta de considerar tambi\u00e9n la carga de succi\u00f3n del viento producida en la pantalla, en su cara posterior (sotavento).<\/p>\n\n\n\n

El coeficiente de presi\u00f3n del Euroc\u00f3digo, en el caso de elementos tipo pantallas ya comprende el total de la carga de viento, es decir \u2018presi\u00f3n + succi\u00f3n\u2019. En cualquier caso, ser\u00e1 el proyectista el que tiene que valorar si se produce o no succi\u00f3n tras la pantalla, en funci\u00f3n de que existan elementos suficientemente cerca que eviten que dicha succi\u00f3n se produzca en la cara a sotavento de la pantalla.<\/p>\n\n\n\n

\"Cargas
Cargas de viento gen\u00e9ricas sobre un paramento s\/ CTE (Presi\u00f3n + Succi\u00f3n)<\/em><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Dise\u00f1o de la estructura portante de la pantalla ac\u00fastica<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Tras haber analizado condicionantes como el trazado, la geometr\u00eda y cargas de viento, pasamos a dise\u00f1ar la estructura portante de la pantalla<\/strong>. Un aspecto muy importante en cuanto a la perfiler\u00eda resultante que saldr\u00e1 lo va a decidir la altura de la pantalla. Dicha altura vendr\u00e1 condicionada por los requerimientos de cumplimiento ac\u00fasticas necesarios, definidos en una fase anterior al an\u00e1lisis que estamos tratando.<\/p>\n\n\n\n

Hay que tener en cuenta que la estructura de este tipo de pantallas suele estar confeccionada mediante una serie de pilares separados regularmente, anclados en su base a un elemento estructural existente (forjado de cubierta o muro pretil). Es decir, que su esquema estructural simplificadamente es una barra vertical \u201cen m\u00e9nsula\u201d, empotrada inferiormente y con su extremo superior \u201clibre\u201d.<\/p>\n\n\n\n

Para no entrar m\u00e1s all\u00e1 en el detalle de los c\u00e1lculos de la estructura, solamente decir que los esfuerzos en la base de estos pilares crecer\u00e1n exponencialmente respecto a la altura de los mismos<\/strong>. Como ejemplo, citar que los esfuerzos en la base de un pilar para una pantalla de 6 metros de altura pueden llegar a ser hasta 4 veces m\u00e1s grandes que los de una pantalla de 3 metros de altura y hasta 16 veces m\u00e1s grandes que los de una pantalla de 1,5 metros de altura, para un esquema estructural simple de pilares en m\u00e9nsula.<\/p>\n\n\n\n

Por tanto, si es posible, intentaremos arriostrar los pilares en su parte superior entre s\u00ed o a alg\u00fan otro elemento resistente, en la direcci\u00f3n perpendicular a la carga del viento<\/strong>, ya que en este caso el pilar pasar\u00eda de trabajar en m\u00e9nsula a trabajar vinculado en sus extremos inferior y superior, aunque esto no siempre es posible.<\/p>\n\n\n\n

Esto da una idea de la importancia del c\u00e1lculo estructural en este tipo de elementos.<\/p>\n\n\n\n

Una vez que hemos dimensionado correctamente la estructura de la pantalla, toca estudiar su suportaci\u00f3n<\/strong>. Podemos decidir varias soluciones al respecto:<\/p>\n\n\n\n

  • Podemos optar por realizar una \u201cbancada\u201d de hormig\u00f3n en la zona inferior de cada apoyo o pilar de la estructura de la pantalla o una bancada conjunta para todos los apoyos. Dicha bancada ir\u00e1 directamente apoyada sobre la cubierta y tendr\u00eda que tener unas dimensiones tales que impidan el vuelco de la pantalla debido al viento. Como es de imaginar, el peso de esta bancada ha de ser muy elevado, lo que influye muy negativamente en el forjado sobre el que nos estamos situando ya que estamos sobrecarg\u00e1ndolo m\u00e1s de lo necesario, teniendo en cuenta que la pantalla se dispone para aislar el ruido procedente de unos equipos situados en cubierta (que tienen un peso considerable). Por no hablar de que, para conseguir ese peso en dicha bancada, debe tener unas dimensiones bastante importantes y probablemente no dispondremos de espacio en la cubierta.<\/li>
  • Tambi\u00e9n, podemos optar por anclar los pilares de la pantalla directamente al forjado existente, con lo que habr\u00e1 que estudiar cuidadosamente la posici\u00f3n de los puntos de anclaje, para no interferir con otros elementos existentes en cubierta (instalaciones) y para colocarlos donde tengamos debajo elementos estructurales principales. Evidentemente esta opci\u00f3n pasa por la comprobaci\u00f3n estructural de los elementos portantes del forjado ya que, la resistencia de estos elementos no es infinita. No tener en cuenta estas comprobaciones de c\u00e1lculo puede acarrearnos situaciones ya explicadas en puntos anteriores. Adem\u00e1s, se ha de cuidar la ejecuci\u00f3n de cara a no crear filtraciones de humedad en los puntos de anclaje al forjado existente.<\/li>
  • Por supuesto, en esta fase del an\u00e1lisis debemos obtener toda la informaci\u00f3n necesaria acerca de la estructura existente, para realizar un correcto y fiable an\u00e1lisis estructural de la misma, que como ya hemos comentado no suele ser tarea f\u00e1cil por la falta de informaci\u00f3n que suele haber de la estructura. Si no existe informaci\u00f3n documental, habr\u00eda que realizar catas y ensayos de resistencia (extracci\u00f3n de testigos), lo cual puede ser perjudicial para la estructura existente adem\u00e1s de no ser barato. Es muy importante valorar este aspecto.<\/li><\/ul>\n\n\n\n

    Euroc\u00f3digo para las pantallas ac\u00fasticas en l\u00edmites de propiedad: consideraciones estructurales<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

    Existe una dificultad estructural y de cimentaciones cuando se opta por dise\u00f1ar un apantallamiento ac\u00fastico en un l\u00edmite de propiedad de una actividad industrial. Muchas veces, estas pantallas no s\u00f3lo sirven para reducir el ruido, sino que son igualmente utilizadas como elementos de seguridad de la planta industrial, dada la aparente robustez f\u00edsica que este tipo de soluciones ac\u00fasticas requieren.<\/p>\n\n\n\n

    Habitualmente nos encontramos con dise\u00f1os de pantallas exentas, es decir, un conjunto de pilares anclados esta vez al terreno mediante su propia cimentaci\u00f3n. Las dimensiones principales de una pantalla (longitud x altura) son un aspecto fundamental en este tipo de estructuras. Teniendo en cuenta que la carga de viento viene dada en fuerza por unidad de superficie, no es lo mismo hablar de una superficie peque\u00f1a que de una superficie grande, A mayor superficie expuesta al viento, mayor ser\u00e1 el esfuerzo al que estar\u00e1 sometido nuestro elemento estructura y esto ser\u00e1 directamente proporcional al dimensionado de la estructura y de su cimentaci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n

    \"Pantalla
    Pantalla situada en el l\u00edmite de propiedad de una planta industrial<\/em><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

    Nuevamente, la posici\u00f3n y geometr\u00eda<\/strong> de la pantalla ser\u00e1 la que nos defina el esquema  que debemos seguir. Lo importante aqu\u00ed es detectar las posibles interferencias que podremos encontramos tanto en el trazado de la pantalla por encima de la rasante del terreno (postes existentes, arbolado, farolas, etc), como bajo la rasante, en el \u00e1mbito de apoyo de nuestra estructura. Elementos tales como redes enterradas de saneamiento, fontaner\u00eda o contraincendios, instalaciones el\u00e9ctricas o de telecomunicaciones por citar las m\u00e1s comunes, o incluso cimentaciones de estructuras existentes pr\u00f3ximas a la zona de ubicaci\u00f3n de la pantalla.<\/p>\n\n\n\n

    Estos elementos pueden limitar la cimentaci\u00f3n y por tanto el dise\u00f1o de la estructura de nuestra pantalla y es importante conocerlos en la fase de dise\u00f1o. Nuevamente ser\u00e1 necesario disponer de la informaci\u00f3n documental del trazado de dichos elementos enterrados. Si no fuera posible, habr\u00e1 que realizar como m\u00ednimo una visita previa a la zona de actuaci\u00f3n, para verificar la existencia de tales elementos.<\/p>\n\n\n\n

    Cargas de viento en pantallas ac\u00fasticas<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

    Debemos valorar las cargas de viento<\/strong> a las que est\u00e1 sometida nuestra pantalla. Ya que se trata de un elemento estructural vertical, superficial plano y exento, es decir, no arriostrado a ning\u00fan otro elemento estructural, directamente recomendamos usar el Euroc\u00f3digo como normativa de referencia para calcular el coeficiente de carga de viento para aplicar las cargas est\u00e1ticas sobre la estructura.<\/p>\n\n\n\n

    Es importante recordar dos aspectos: Que dichas cargas son el efecto de la presi\u00f3n m\u00e1s la succi\u00f3n, ya establecidas en el EC<\/strong> como un solo valor en este tipo de estructura y que dichas cargas de viento son mucho mayores en los extremos de la pantalla por el efecto de la turbulencia en los bordes.<\/p>\n\n\n\n

    \"Cargas
    Cargas de viento en pantalla exenta, s\/ EUROC\u00d3DIGO (Presi\u00f3n + Succi\u00f3n)<\/em><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

    En este punto, una vez establecida la posici\u00f3n de los pilares en funci\u00f3n de las interferencias encontradas bajo y sobre rasante, y teniendo prefijada la altura de la pantalla en funci\u00f3n de los requerimientos ac\u00fasticos previos, dimensionaremos su estructura. Cabe recordar que, al igual que en el caso anterior, estos pilares estar\u00e1n trabajando en m\u00e9nsula es decir, vinculados solamente en su extremo inferior y con su extremo superior libre.<\/p>\n\n\n\n

    Las alturas de estas pantallas suelen ser bastante elevadas, por servir de barrera ac\u00fastica a multitud de ruidos que cubren un amplio espectro de frecuencias, precedentes de diferentes equipos situados en diversas ubicaciones de la planta industrial, por tanto, deben cubrir la m\u00e1xima superficie posible.<\/p>\n\n\n\n

    La superficie necesaria de la pantalla debido a requerimientos ac\u00fasticos, sumada al modelo estructural de pilares en m\u00e9nsula, m\u00e1s las cargas de viento de \u2018presi\u00f3n + succi\u00f3n\u2019 y su incremento en los extremos de la pantalla por efecto de las turbulencias, explica que su estructura resulte tan masiva.<\/p>\n\n\n\n

    A veces, si se dispone del suficiente espacio en la planta, se puede aligerar la estructura de los pilares realizando un dise\u00f1o en celos\u00eda triangular. Partiendo de una distribuci\u00f3n lineal de pilares, que conformar\u00e1n la superficie principal de la pantalla \u2014a cierta distancia de la base de los mismos y perpendicularmente al plano de la pantalla\u2014, se dispondr\u00eda una segunda fila de pilares inclinados o rectos, que se unir\u00edan a los pilares principales en la zona superior de la pantalla, formando una cercha triangular o rectangular dispuesta verticalmente.<\/p>\n\n\n\n

    Esta soluci\u00f3n se suele establecer para pantallas muy altas (> a 6 m) con caracter\u00edsticas de carga de viento como las mencionadas, en las que la tipolog\u00eda estructural de pilares en m\u00e9nsula hace que dichos elementos resulten muy masivos.<\/p>\n\n\n\n

    \"pantalla
    Ejemplo de pantalla con estructura en celos\u00eda, en un entorno industrial<\/em><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

    Cimentaci\u00f3n de pantallas ac\u00fasticas<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

    Adicionalmente debemos dimensionar la cimentaci\u00f3n<\/strong>. Como hemos comentado antes, se deber\u00e1n conocer las posibles interferencias bajo rasante que puedan limitar la geometr\u00eda de nuestra cimentaci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n

    Paralelamente, en este punto es necesario conocer las caracter\u00edsticas del terreno<\/strong>. Si existen datos anteriores de estudios del terreno en la zona se analizar\u00e1n comprobando que la informaci\u00f3n que aparece en dichos estudios es suficiente para el dimensionado de nuestra cimentaci\u00f3n. Si no es as\u00ed, habr\u00e1 que ampliar dicho estudio o realizar una nueva campa\u00f1a geot\u00e9cnica, a fin de obtener los datos necesarios para poder dimensionar la cimentaci\u00f3n de manera correcta.<\/p>\n\n\n\n

    El criterio fundamental para el dimensionado de la cimentaci\u00f3n de una pantalla de este tipo es contrarrestar el vuelco producido por la acci\u00f3n horizontal del viento sobre la superficie vertical de la pantalla. A mayor superficie, mayor \u201cmomento de vuelco\u201d. Dicho efecto se contrarrestar\u00e1 mediante el llamado \u201cmomento estabilizador\u201d, que se obtendr\u00e1 del peso y geometr\u00eda de la cimentaci\u00f3n que dise\u00f1emos.<\/p>\n\n\n\n

    \"Cimentaci\u00f3n
    Cimentaci\u00f3n tipo por zapata en pantalla ac\u00fastica<\/em><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

    Para el caso de cimentaciones superficiales, que ser\u00e1 el m\u00e1s utilizado (zapatas o losa de cimentaci\u00f3n), el momento estabilizador se conseguir\u00e1 a\u00f1adiendo masa a dicha cimentaci\u00f3n y esto se traduce en volumen, es decir, en espacio f\u00edsico ocupado. Hay que ser conscientes de que la fuerza f\u00edsica del viento est\u00e1 ah\u00ed, ejerciendo un efecto de vuelco sobre nuestra estructura, el cual ha de ser contrarrestado mediante su cimentaci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n

    En caso de que no se pudiese ejecutar una cimentaci\u00f3n de tipo superficial, ya sea por volumen excesivo de cimentaci\u00f3n, espacio insuficiente para ubicarla, baja resistencia del terreno en la cota de apoyo de la cimentaci\u00f3n, etc., se recurrir\u00eda a una cimentaci\u00f3n profunda, en la cual el vuelco se estabiliza mediante el uso de pilotes o micropilotes.<\/p>\n\n\n\n

    \"Ejemplo
    Ejemplo de modelado 3D de pantalla ac\u00fastica \u201cexenta\u201d con cimentaci\u00f3n superficial por zapatas<\/em><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

    Tanto una soluci\u00f3n de cimentaci\u00f3n como otra (superficial o profunda) tiene sus implicaciones. La primera (cimentaci\u00f3n superficial) implica un volumen importante bajo la rasante del terreno y por tanto necesidades de espacio y coste de material, sumado al coste en la ejecuci\u00f3n. La segunda (cimentaci\u00f3n profunda) implica un elevado coste debido a la profundidad necesaria a la que hay que llegar para alcanzar el estrato resistente del terreno.<\/p>\n\n\n\n

    Salvo raras excepciones, la mayor parte de las veces suele ser m\u00e1s cara una cimentaci\u00f3n profunda respecto a una cimentaci\u00f3n superficial, pero ambas suponen un importante coste respecto al coste total de la obra, necesario para asegurar la estabilidad estructural de la pantalla.<\/p>\n\n\n\n

    \u00bfPreguntas?<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

    Cuando hablamos de pantallas ac\u00fasticas, hablamos de estructuras formadas por pilares y vigas, que conforman una superficie plana (generalmente vertical) cerrada con paneles ac\u00fasticos. Esto significa que donde antes no hab\u00eda nada, ahora nos encontramos una superficie sometida a la acci\u00f3n del viento. 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