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Guía para el cálculo básico de la resistencia estructural de un módulo prefabricado

Muchos de nuestros clientes suelen preguntar por el máximo número de módulos prefabricados que pueden apilar de forma segura sin comprometer la estructura. La respuesta obvia a esa pregunta es rápida: 2 alturas de forma estándar, aunque pueden ser más si los módulos se refuerzan estructuralmente. Si bien, todo depende también de en qué medida se puedan respetar los pilares existentes o se precisan espacios más diáfanos.

En esta guía vamos a intentar dar unas pinceladas para que se pueda hacer una estimación relativamente sencilla de la resistencia estructural de un módulo prefabricado estándar de 6 m de largo y 2,44 de ancho. Asumiendo el peor de los casos, que es el que no cuenta con ningún tipo de plano o memoria constructiva asociada.

1. Hacer la medición de los componentes principales que dan forma a tu módulo prefabricado. Así que primero de todo necesitarás hacer una inspección visual de la siguiente forma:

a. Si el suelo es de hormigón, eleva tu módulo para descubrir el diseño estructural del bastidor inferior del suelo. Si fuera de madera, dependiendo de si es una única placa corrida o varias ensambladas, tendrás que elevar igualmente el módulo o podrías plantearte quitar alguna placa de suelo desde el mismo interior del módulo.

b. Para determinar la forma del bastidor superior de techo, bastará con quitar alguna de las lamas del falso techo y el aislamiento que encontrarás justo encima.

c. Y, por último, para los pilares y/o bastidores de paredes, tendrás que quitar el embellecedor de alguna de las esquinas, dónde verás el tipo de estructura de cada lado y como se ensamblan entre ellas.

2. Elaborar los planos y cálculos ingenieriles asociados. Existiendo varias opciones posibles en este sentido:

a. Opción Clásica. – Se hacen los cálculos estructurales con algún programa que permita modelar la estructura en 3D alámbrico, diferenciando entre uniones que vayan soldadas (rígidas) o atornilladas (articuladas). En este caso, uno de los más recomendables sería CYPE, ya que también permitiría sacar directamente los planos asociados. Los cuales, luego pueden ser detallados con AutoCAD o FreeCAD, si fuera necesario.

b. Opción Avanzada. – Se modela la estructura en algún software BIM, como puede ser Autodesk Revit. El cual, tendrá también capacidad directa para determinar su capacidad estructural, dada la relativa sencillez del módulo prefabricado. Esta opción nos llevará algo más de tiempo seguramente, pero cuenta con una importante ventaja: la de hacer potenciales análisis energéticos asociados de la mano de otros softwares como Autodesk Green Building y Autodesk Insight.

3. Determinar las hipótesis de carga a las que estará sometido el módulo. Hipótesis dónde se combinarán cargas vivas (pueden cambiar de lugar de acción) o muertas, ya sean de afección exterior al módulo, o interior.

a. Cargas Muertas. – Cualquiera asociada al peso propio (carga gravitacional) de los propios componentes del módulo: bastidores de suelo, techo y paredes; más cualquier otro elemento asociado, como paneles sándwich, ventanas, puertas, instalaciones varias permanentes, etc. Dependiendo del caso, también puede ser necesario considerar los revestimientos o acabados correspondientes.

b. Cargas Vivas. – Estas son más complejas de entender y por eso las vamos a subdividir:

i. Nieve: Sobre todo en caso de climas muy fríos, es importante considerarla, para que una potencial nevada que acumule un exceso de nieve considerable en el tejado, no suponga un problema.

ii. Viento: En climas con fuertes vientos predominantes, suele ser un factor muy importante, sobre todo en elementos que alcanzan alturas considerables (que no es el caso, pero igualmente habrá que tenerlo en consideración).

iii. Sismo: En áreas susceptibles de estos fenómenos, es importante considerar el tipo de cargas que se generan en este tipo de eventos extraordinarios. En este sentido, además, es muy importante considerar el tipo de anclaje a suelo que va a tener el módulo en campo.

iv. Mobiliario y Equipamiento: Cualquier elemento susceptible de cambiar su posición dentro del habitáculo entraría en esta categoría.

v. Personas: Habrá que tener una referencia del aforo y su potencial distribución dentro del habitáculo. Normalmente, las salas de reuniones, suelen ser los puntos más críticos a contemplar.

vi. Almacenamiento Temporal: Especialmente crítico en zonas de almacenaje, porque se tienen a sobrecargar si pensar nunca que existen límites al uso.

vii. Mantenimientos Puntuales: Es muy típico que haya zonas como las cubiertas, dónde se tengan que llevar a cabo tareas de mantenimiento en las que uno (o varios) operarios deben subir con maquinaria relativamente pesada. Y hay cubiertas que son practicables y otras que no, en función de para qué estén diseñadas.

Evidentemente, para llevar a cabo este procedimiento, es necesario tener unos mínimos conocimientos ingenieriles, por lo que siempre recomendamos contar profesionales de referencia, como los del equipo técnico de Alquibarsa. Más aún, si el fin de llevar a cabo estos cálculos, es el de hacer conjuntos de módulos prefabricados de cierta complejidad, ya sea por el número de alturas que implica, por lo diáfano del espacio requerido o por ambas condiciones en conjunción.

En cualquier caso, existen publicaciones muy reconocidas, que pueden ayudarte a llevar a cabo estos cálculos de forma muy mecánica, sobre todo el caso de estructuras más sencillas. Y que, por tanto, no demandan tener ese background ingenieril de base. En este sentido, destaca sobre el resto, el libro de “Números Gordos en el Proyecto de Estructuras”.

Y como complemento, para esta labor, nunca está de más contar con algún catálogo de referencia de perfiles estructurales, como puede ser este que os dejamos en este link en PDF, o el que ofrece en formato interactivo el software https://www.pipedata.com/, que aunque por el nombre pueda hacer pensar, de forma equívoca, que versa sólo de temas de tubería, también toca la temática estructural muy en profundidad.

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