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Las grandes instalaciones de los próximos Juegos Olímpicos

El hormigón pretensado en Stratford, Londres 2012

7 de octubre de 2011

La XXXª Olimpíada se celebrará en Londres en 2012 con una solemne inauguración el 27 de julio. Después de los fallos en las Olimpíadas de Pekín y Atenas, con presupuestos muy abultados, el Gobierno Británico está satisfecho de haber ajustado los costes. Es un factor que ha influido en la construcción de los edificios en el barrio de Stratford, al este de Londres. Por motivos de economía y de rapidez, Olympic Delivery Authority ha empleado el hormigón pretensado (HOP) en los grandes edificios, como el velódromo y el estadio olímpico. Los arquitectos son: Hopkins, Populous y Buro Happold.

El velódromo es una elipse con una pista interior de 250 metros, construido en parte con pino de Siberia, muy duradero. Lo consideran la pista más rápida del mundo; debido a su grado de inclinación, se lograrán nuevas marcas deportivas.Con capacidad para 6.000 espectadores, en febrero pasado quedó terminada esta instalación, tras 23 meses de trabajos.

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Estadio olímpico de Londres, en construcción. Autor: Roosterrulez.

El estadio olímpico quedó finalizado en abril. Podrá albergar 80.000 espectadores, cuenta con un césped central de 360 metros cuadrados y ha costado 3 años de obras. El espacio es algo elíptico (315 x 256 metros) y para su construcción se ha empleado 10.000 toneladas de acero. Se trata del estadio más ligero jamás construido.

El único edificio en que no se ha empleado el hormigón pretensado es provisional y será desmantelado el 9 de septiembre de 2012: el Basketball Arena, diseñado por Wilkinson Eyre. El equipamiento cuenta con una capacidad de 12.000 espectadores y se ha construido con una membrana recubierta por PVC blanco. Unos arcos de acero sostienen la techumbre. Al lado de los grandes edificios se ha construido un poblado olímpico para 2.800 atletas.

Eugène Freyssinet

Cuando en 1920 presentó su patente sobre el hormigón pretensado, no podía imaginarse su éxito, primero en la construcción de puentes, y luego en los edificios hasta 2011, antes de cumplirse el primer centenario. Su primer éxito fue en 1913, al construir el puente Boutiron sobre el río Aller. Utilizó alambres de alta resistencia, con una carga a la ruptura de 18.000 kilos/centímetro cuadrado, y un límite elástico de 12.600 kilos/centímetro cuadrado. Freyssinet produjo cuñas cónicas para los anclajes de los extremos y diseñó gatos de doble acción, los cuales tensaban los alambres y presionaban los conos macho y hembra, para anclarlos a las placas de anclaje.

En 1918 prefabricó el casco con HOP de 15 buques de 55 metros de eslora, en el puerto de Ruán. En 1947-50 construyó 5 puentes idénticos sobre el río Marne, todos ellos de 74 metros de luz. En 1945, en España, Pacadar prefabrica la primera viga pretensada. Eduardo Torroja fomentó el pretensado y, en 1954, fundó la Asociación Española del Hormigón Pretensado. En 1958 substituyó a Freyssinet en la presidencia de Fédération Internationale de la Précontrainte, fundada por Freyssinet en 1952.

Muchos países adoptaron el HOP: en Alemania, el 80% de los puentes eran de HOP; en 1957-1960 EE UU construyó 2.052 puentes con HOP; el puente más afamado fue el Walnut Lane Bridge (1951), en Filadelfia; en 1962 se construye en México el Coatzacoalcos, de 996 metros de longitud, con tramos de vigas pretensadas de 32 metros —y un tramo de armadura metálica levalizo de 66 metros de luz— apoyados en pilas de hormigón armado. A partir del decenio 1960-70 el HOP comienza a emplearse en casas de muchas plantas y en reactores nucleares. Aparece una nueva propiedad del HOP: la protección contra terremotos.

Armaduras pretesas y postesas

El éxito de Freyssinet se ha debido al progreso continuo de la patente de 1920. El diseño original se basa en la construcción de elementos estructurales de hormigón, sometidos intencionalmente a esfuerzos de compresión, previos a su puesta en servicio. Con esta técnica se supera la debilidad natural del hormigón frente a esfuerzos de tracción. La resistencia a la tracción del hormigón convencional es 10 veces menor que la resistencia a la compresión.

El hormigón se vierte alrededor de tendones tensados. Este método evita la oxidación, y permite la transferencia directa de tensión. El hormigón curado se adhiere a las barras y, cuando la tensión se libera, es transferida hacia el hormigón en forma de compresión por medio de la fricción. Se requiere fuertes puntos de anclaje exteriores, entre los que el tendón se estira. La mayoría de elementos pretensados son fabricados en taller y deben ser transportados al lugar de construcción, lo cual limita su tamaño. Se trata de dinteles, losas de piso, vigas de fundación o pilotes. La alianza del hormigón con el acero ha sido un éxito.

‘Postensado’ es el término que empleamos para la compresión tras el vertido y posterior proceso de secado in situ del hormigón. En el interior del molde de hormigón se coloca una vaina de plástico, acero o aluminio. Una vez que el hormigón se ha endurecido, el tendón se pasa a través de esta vaina y es tensado con gatos hidráulicos, que reaccionan contra la propia pieza de hormigón. Cuando el tendón se ha estirado lo suficiente, éste queda atrapado en su posición mediante cuña, u otro sistema de anclaje. Se mantiene la tensión después que los gatos hidráulicos se retiren, transfiriendo así la presión hacia el hormigón. Así, se crean losas monolíticas horizontales en la construcción de casas, en donde el suelo crea problemas para el perímetro de cimentación.

En el hormigón convencional su escasa resistencia a la tracción se suple colocando acero de refuerzo en donde suelen aparecer tracciones: es el hormigón armado. Este método no impide la aparición de grietas del hormigón, para ciertos niveles de carga.

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Velódromo olímpico. Foto: Andy Miah.

Hormigón autocompactante (HAC)

Es el último avance del hormigón de Freyssinet. En España lo promociona Cemex España. En los últimos años los arquitectos demandan mejoras en acabados y nuevas prestaciones mecánicas. La respuesta ha sido el HAC, un producto innovador que posee la capacidad de fluir de manera libre en estado fresco y de no necesitar compactación en su colocación. Por la propia compactación gravitatoria, es capaz de ocupar todos los rincones del encofrado, incluso en las partes horizontales, asegurándose de esta manera la homogeneidad y la buena calidad de la estructura.

La tecnología del HAC ha sido posible gracias a los nuevos aditivos superplastificantes. Son compuestos químicos que modulan, aumentan la viscosidad. Contienen ácidos policarboxílicos o policarboxilatos. El hecho de que el HAC no necesite vibrado supone grandes ventajas respecto al hormigón convencional. A pesar de tener un coste de material mayor, se produce un ahorro de mano de obra y equipos necesarios para la compactación, reduciendo además los plazos de ejecución, por la agilidad de su proceso de hormigonado. Al ahorro de mano de obra cualificada, tiempos y maquinaria hay que sumar la mayor velocidad de ejecución y el ahorro de acabados posteriores, todo lo cual compensa la diferencia de coste. La composición de HAC presenta una alta dosificación de arena y finos, y una reducción de agua respecto del hormigón normal.

Su durabilidad está íntimamente relacionada con la permeabilidad de su superficie. La ausencia de vibración y el mayor contenido en finos de buena calidad (pasan por un tamiz de 63 milímetros) confieren una mayor compacidad a su estructura granular. Como tiene menos porosidad, HAC permite una mayor protección de los agentes externos hacia el interior, como cloruros y sulfatos.

No hay deterioro de armaduras, se evita la formación de manchas de óxido y, eventualmente, la rotura de la superficie de cubrición por el efecto del aumento de volumen del acero oxidado, una cualidad especial para ambientes agresivos. El HAC está especialmente indicado para la realización de hormigones vistos, donde la apariencia y el acabado final tengan un peso significativo. El comportamiento frente a ciclos hielo-deshielo es similar al hormigón convencional. Por supuesto, el HAC puede ser hormigón pretensado.

Referencias:

-Garcia Gasco, S. Piel de hormigón, Cemex España, 2009
-Nawy, E. Prestressed concrete, Prentice Hall, 1989
-Nilson, A. Design of Prestressed concrete, John Wiley & Sons, 1987
-Instrucción Española del Hormigón Estructural, 2008.

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