Pabellón prefabricado de hormigón armado con fibras en el Puerto de Motril de Elisa Valero y DJarquitectura

Los edificios del puerto de Motril diseñados por Elisa Valero Ramos, Juana Sánchez Gómez y Diego Jiménez López, son construcciones que utilizan la tecnología del hormigón prefabricado con armado de fibras, para construir unos pabellones sostenibles, eficaces y rigurosos.

Pabellón para oficina de Transitarios o Agentes de carga del Puerto. Fotografía: Fernando Alda

Emplazamiento

El grupo de investigación de la Universidad de Granada que dirijo desde 2012 RNM 909 Vivienda eficiente y reciclaje urbano, recibe el encargo del Puerto de Motril de proyectar y construir unos pabellones de uso portuario. 

Pabellón para escáner de camiones. Fotografía: Fernando Alda

Comenzamos a diseñar un panel que pudiera ser estructural y envolvente, para la construcción de un prototipo que se pudiera replicar resolviendo otras necesidades del puerto y, por extensión, en otros entornos marinos.

Fotografía: Fernando Alda

Fotografía: Fernando Alda

Los nuevos edificios de transitarios del Puerto de Motril se construyen con un sistema de paneles de hormigón prefabricado con armado de fibras. Fue diseñado como un prototipo de edificio de bajo coste y alta durabilidad. Esto responde a la creciente necesidad de ofrecer edificios portuarios sostenibles en el sur de Europa. 

Fotografía: Fernando Alda

Esquema axonométrico del volumen. Ver PDF

Fotografía: Fernando Alda

Fotografía: Fernando Alda

Hormigón prefabricado armado con fibras: buen acabado y resistente al ambiente marino

La envolvente exterior de estos edificios va a estar expuesta al impacto del ambiente marino. Esto significa que en el caso de usar hormigón armado con acero va a tener efecto en su durabilidad y estética. En este contexto, y para superar estos aspectos negativos se introdujo el uso de fibras poliméricas como refuerzo estructural. Se hizo un estudio de los paneles prefabricados y finalmente fue implementado. Para esta obra se diseñaron paneles de 2250 x 3480 x 150mm y optimizados considerando las fibras poliméricas como el único refuerzo estructural. 

Alzados, sección longitudinal y plantas de las oficinas de Transitarios. Ver PDF

Fotografía: Fernando Alda

Fotografía: Fernando Alda

Los paneles configurados de este modo han resultado ser más sostenibles que otras alternativas. Esto es así por su uso de un diseño holístico integrando aspectos de propiedades del material, rendimiento estructural, proceso de construcción y producción. 

Fotografía: Fernando Alda

Fotografía: Fernando Alda

Investigación sobre hormigón prefabricado

Esta investigación sobre el hormigón empieza en el 1996 con la restauración de Manantiales, la obra más emblemática de Félix Candela. Así, en México se inició un camino atento al diseño de la estructura como factor fundamental en la formalización de la arquitectura y a las posibilidades de la industria en el desarrollo de nuevos materiales en pro de la racionalidad y economía de medios. A esto se añade en el siglo presente la preocupación por el medio ambiente y la sostenibilidad. Reducir el consumo de material y energía ya no es solamente una ventaja económica sino un requisito ético de todos los que habitamos en este pequeño planeta.

Restaurante los Manantiales. Xochimilco, Ciudad de México. Félix candela 1957.

La primera vez que utilice prefabricados de hormigón armados con fibras, en ese caso con fibra de vidrio, fue en la celosía de la Iglesia de Playa Granada, una pieza demasiado esbelta para asegurar un recubrimiento adecuado que protegiera la armadura de la corrosión del ambiente marino.

Iglesia en Playa Granada. Fotografía: Fernando Alda

Cuando la empresa Heidelberg con motivo del Arvision Price me propuso hacer una exposición sobre mi investigación en hormigón diseñamos unos paneles expositores autoportantes de hormigón muy esbeltos. Por medio de un pliegue, homenaje a Félix Candela, eran estables y resistentes a pesar de ser de solo de 2 cms de espesor.

Paneles para exposición. Fotografía: Fernando Alda

Fibras poliméricas: opción para un hormigón más sostenible y económico.

Y en el caso de los paneles para el puerto de Motril, el siguiente paso fue aunar la optimización de la forma para conseguir resistencia y el uso de la fibra para eliminar armadura y recubrimientos.

Para desarrollar una nueva tipología de sistema constructivo en prefabricado de hormigón se ha aplicado una estrategia de investigación heurística que combina el calculo teórico con la práctica en la construcción de un caso de estudio.

Los elementos prefabricados tenían que tener una geometría que permitiera un encaje de las piezas entre ellas, lo que se ha conseguido por medio de un solape y encuentros de fácil puesta en obra con cimentación y forjado.

Sección constructiva

La eliminación de las armaduras de acero ha supuesto liberarse de la obligación normativa de los recubrimientos de hormigón y en consecuencia la reducción del consumo de material.

Los paneles finales han sido el resultado de un largo camino para optimizar y simplificar el proceso de construcción con el fin de minimizar los costes de producción y hacerlo asequible.

El primer cambio en el diseño para conseguir esto fue el aumentar el tamaño de las piezas. Por razones logísticas se duplico el tamaño y así se redujo el numero de piezas y con ello se abarata la manipulación y el montaje. El panel final tiene una dimensión total de 225x348 cm con un espesor de 15 cm.

Otro factor esencial era el de reducir el número de piezas distintas para evitar el sobrecoste de la fabricación de moldes. Todo el sistema es capaz de resolver el edificio con dos tipos de piezas. Las opacas y las que cuentan con una hueco vertical en que se puede colocar una carpintería de puerta o ventana. que puede ser puerta o ventana llevan el hueco de puerta o ventana.

En las primeras pruebas de paneles se intento introducir el aislamiento térmico en el interior, como un sándwich. Sin embargo los puentes térmicos en todo el perímetro que necesariamente había de ser de hormigón para trabajar estructuralmente y los conectores interiores había ineficaz la solución. Era necesario implementar un aislamiento continuo para cumplir los requisitos de confort interior y eficiencia energética en los pabellones para su uso como oficinas.

Ensayo de rotura de panel con aislamiento en su interior. Fotografía: Fernando Alda

Por otro lado la fabricación de la pieza resultaba difícil porque obligaba a hormigonar en dos capas muy delgadas por la consistencia poco plástica de este hormigón daba lugar a que se crearan bolas de fibra.

A lo largo de este camino hemos contado con la valiosa colaboración del equipo de investigación dirigido por el ingeniero Albert de la Fuente del politécnico de Barcelona y con el equipo de Basf (ahora Master Builders Solutions) dirigido por José María Vaquero.

Imagen de fibras de polipropileno y del comportamiento frente a la fisuración del hormigón de las fibras poliméricas respecto a un armado convencional.

Se hicieron pruebas de hormigón con diferentes dosificaciones de fibras MasterFiber de polipropileno y PVA (polietileno de alcohol polivinílico). Al final se utilizó una mezcla de las dos. De este modo se suman los distintos comportamientos de cada tipo de fibra respecto a la las prestaciones mecánicas y frente a la fisuración. Los resultados del hormigón han sido muy satisfactorios alcanzando una tensión media de 61 MPa a los 28 días.

Se han construido con el sistema dos pabellones de geometría rectangular para distintos usos y dimensiones, el primero uno para albergar un scanner de camiones tiene una dimensión de 19.15 x 4.40 metros y el otro, para uso de oficinas de transitarios 40.20 m x 4.20 m. 

Texto: Elisa Valero Ramos

Juana Sánchez Gómez y Diego Jiménez López (DJarquitectura)

Paneles prefabricados de hormigón: Detalles constructivos y puesta en obra.

Solución de aislamiento térmico en 0,6mm (como una pintura).