1. INTRODUCCIÓN
Son muchos los edificios que se han construido a lo largo de los años a base de muros de carga. La rehabilitación de estos edificios requiere en muchos casos desde la apertura de nuevos huecos hasta la eliminación de los mismos para conseguir la mayor permeabilidad del edificio.
En esta entrada quería centrarme en cómo realizarse la apertura de huecos en muros de carga. Podremos comprobar que tan importante es la comprobación estructural del muro y su cimentación ante la existencia de nuevos huecos, como importante es el proceso constructivo para la ejecución de dichos huecos en condiciones seguras.
Analizaremos, por tanto, el comportamiento estructural del muro ante la existencia de nuevos huecos como ventanas o puertas, así como el correcto proceso constructivo.
Los puntos a tratar serán:
- El arco de descarga y triángulo equivalente
- Capacidad de un muro de fábrica
- Proceso constructivo
- Conclusión
2. ARCO DE DESCARGA Y TRIANGULO EQUIVAMENTE
Cuando tenemos un muro de carga y abrimos un hueco rectangular sin ninguna seguridad, los ladrillos situados en la parte superior al hueco tienden a desprenderse. De forma espontánea se crea el efecto arco. El muro redistribuye las compresiones hacia los lados del hueco según lo que se llama, un arco de descarga. Según se puede apreciar en la siguiente figura, los ladrillos ubicados en el interior del arco tienden a desprenderse mientras que los ubicados por encima del arco son capaces de distribuir las compresiones hacia los lados del hueco.
Un hueco en un muro de carga o fachada se realiza de dos manera. Una de ellas es reproducir el arco de descarga, tal y como se ha realizado a lo largo de la historia (arco de medio punto, rebajado, peraltado, apuntado, etc,…)
Otra manera, es mantener la geometría del hueco rectangular. Para ello hay que incluir un elemento que sea capaz de soportar la carga del ladrillo incluido dentro del arco de descarga. Estamos hablando de utilizar una viga cargadero.
La geometría del arco es algo compleja, por lo que por consenso se asimila dicho arco a un triángulo isósceles equivalente. De esta manera es mucho más fácil determinar la carga que debe soportar la viga, tal y como se muestra en la siguiente figura:
El ángulo a considerar del triángulo equivalente depende de la naturaleza y estado del muro en cuestión. En el siguiente cuadro se muestra propuesta de algunos ángulos:
| TIPO DE MURO | ÁNGULO |
| Muro de fábrica en buenas condiciones de mortero de cemento (ladrillo, mampostería, bloques, etc.) | 60º |
| Muros de fábrica en malas condiciones, realizadas con mortero de cal, erosionado, fábricas escoliadas, etc. | 75º |
| Muros de hormigón en masa, masas ciclópeas. | 45º |
Se considerarán, por tanto, todas las cargas influidas por el triangulo equivalente. De manera que si este intersecta con un forjado hay que considerar la parte correspondiente del forjado:
Se expone, a modo de orientación, como sería la carga a considerar en la apertura de un hueco en una fechada determinada:
3. CAPACIDAD DE UN MURO DE FÁBRICA DE LADRILLO
La apertura de un hueco en un muro de carga conlleva a un incremento de carga a los lados del hueco. Es decir, lo que el muro soportaba con un ancho determinado ahora lo soporta con un ancho equivalente inferior.
Además, en el caso de utilizar cargaderos, será necesario comprobar que el apoyo de los mismos no supera la capacidad del muro.
Para ello será necesario conocer la capacidad portante del muro de fábrica.
En el CTE SE F (Código Técnico de la Edificación, Documento Básico SE Fábricas), se dispone de distintas fórmulas que relacionan el tipo y resistencia de las piezas de fábrica, el tipo, disposición y resistencia del mortero, así como el tipo de junta con la resistencia característica de la fábrica resultante. No obstante se dispone además de un cuadro con la resistencia característica de las fábricas más usuales. Posteriormente habrá que penalizar dicho valor por el correspondiente coeficiente de seguridad.
En muchos casos, cuando el nuevo hueco es muy grande es necesario incorporar soportes nuevos a ambos lados del hueco de manera que soporte las cargas procedentes del cargadero. Esto es debido a que bien la fábrica o su cimentación no es capaz de soportar el incremento de carga que se produce tras la apertura del hueco.
4. PROCESO CONSTRUCTIVO
La apertura de huecos hay que realizarla en condiciones seguras. En caso contrario puede producirse el deterioro del muro y hasta el colapso del mismo.
A continuación se desarrolla el proceso constructivo de apertura de un hueco mediante el uso de vigas cargaderas metálicas y soportes metálicos.
- FASE 0. EJECUCIÓN DE APEOS, Y EJECUCIÓN DE NUEVOS PILARES
Sería necesario realizar un apeo y apuntalamiento de la parte afectada el incremento de carga por apertura de hueco.
Se aconseja el recercado de los huecos existentes ubicados en la zona afectada para conseguir mayor rigidez y evitar que queden afectados.
Se procederá a la ejecución de la cimentación de los pilares encargados de soportar la carga de la viga cargadero.
Posteriormente se realizará sendas rozas verticales para la colocación de pilares, los cuales quedarán anclados a las nuevas cimentaciones ejecutadas.
- FASE 1. COLOCACIÓN DE LA PRIMERA VIGA CARGADERA
Una vez ejecutados los pilares se realizará una primera roza en parte exterior del muro de carga hasta la mitad del espesor del muro y con una altura igual a la viga cargadera.
Se soldará la primera viga (normalmente IPE) a los nuevos pilares.
Posteriormente acuñará la viga cada 50 ó 60 cm y se rellenará con mortero expansivo el espacio que queda entre la viga y la fábrica de arriba, a fin de asegurar el correcto apoyo de la fábrica sobre la viga.
- FASE 2. EJECUCIÓN DE LA SEGUNDA ROZA
Una vez endurecido el mortero expansivo de la primera viga, se ejecutará la segunda roza por el otro lado del muro. Esta apertura se realiza por partes de unos 60 ó 70 cm. Tras ejecutar cada tramo se colocará unos enanos a modo de apuntalado de la roza.
- FASE 3. COLOCACIÓN DE LA SEGUNDA VIGA
Una vez realizada toda la roza y apuntalada, con la mayor rapidez posible se coloca la segunda viga cargadera.
Al igual que en la primera viga, se suelda la viga a los soportes y se colocan cuñas cada 50 ó 60 cm.
Se retaca con mortero expansivo el espacio que queda entre la viga y la fábrica de arriba, a fin de asegurar el correcto apoyo de la fábrica sobre la viga.
- FASE 5. DEMOLICIÓN DEL MURO
Una vez endurecido el mortero expansivo se podrá realizar la apertura del hueco en el muro de carga.
5. CONCLUSIONES
Una vez concluida esta exposición, podríamos decir que tan importante es el análisis de la capacidad de un muro ante la apertura de un nuevo hueco, así como el diseño de los elementos de refuerzo necesarios, como importante es diseñar y seguir un correcto proceso constructivo.
Un correcto proceso constructivo evita que se puedan producir efectos no deseados sobre el resto de la estructura en forma de patologías e incluso se puede llegar al indeseado colapso de la misma durante la apertura del hueco.
Muchas gracias por vuestra paciente lectura y espero que os haya gustado
Jesús Troyano García
Ingeniero Civil. Cálculo de estructuras.
www.ingenieriayestructuras.com
(*) Fuente: Jose Luis Javier Pérez Martín. 1995. Rehabilitación y seguridad. UNED – Escuela de la Edificación.
