El sistema estructural es la columna vertebral del edificio, por lo que el material con el que se ejecuta debe seleccionarse y dimensionarse con precaución. El acero y el hormigón, combinados de múltiples formas constituyen una elección eficaz, sin embargo, hay pros y contras a tener en cuenta.
Ambos materiales se complementan bien: el hormigón trabaja fundamentalmente a compresión, pero ofrece una resistencia muy baja a la tracción. El acero por el contrario soporta bien los esfuerzos de tracción, pero se deforma fácilmente al comprimirlo.
Forma y diseño
La capacidad plástica del hormigón lo convierte en un material con amplias posibilidades formales, tanto si se encofra en obra como si se trata de módulos prefabricados. Por otro lado, cuando se utiliza para formar losas de forjado, acepta un canto menor que el que se necesita con el acero. Esto permite una altura libre de planta mayor, que puede utilizarse para alojar instalaciones en el falso techo. Las losas de hormigón ofrecen además un acabo interesante, si bien el espacio precisará de otros materiales que compensen las condiciones acústicas que genera.
El sistema estructural de acero por el contrario ofrece flexibilidad en cuanto a su extraordinaria relación entre resistencia y peso. Es la mejor elección cuando se precisan vigas de gran longitud que ofrezcan espacios de grandes luces, libres de pilares. Este tipo de estructura ligera de armazón de acero se componen de vigas de canto, lo que supone que el grosor total de los forjados aumente en proporción a la luz, es decir, la distancia entre pilares. Las estructuras de acero se pueden modificar y alterar con mayor facilidad.
Costes y programación de la obra
El hormigón se caracteriza por tener un precio relativamente estable, sin embargo, requiere un mantenimiento periódico a lo largo de su ciclo de vida. Cuando se encofra in situ, la preparación y ejecución requiere una intensa mano de obra que incrementa el coste y precisa de un control de calidad exhaustivo. El hormigón prefabricado sin embargo ofrece tiempos de ejecución muy ajustados, pero está sujeto a unas condiciones espaciales adecuadas que permitan su transporte e instalación a través de grúas y maquinaria pesada.
El sistema estructural de acero por lo general ofrece un tiempo de ejecución ajustado, ya que puede montarse en obra rápidamente, pero requiere que las piezas se fabriquen en taller a medida, lo que puede demorar la entrega hasta seis meses.
Por lo general es un sistema más productivo, cuyo cálculo y diseño puede integrarse bien con el sistema BIM y cuya fabricación garantiza un control de calidad óptimo. En la rentabilidad del acero influye también el hecho de que este sistema genere menos desperdicios de material.
Seguridad
La alta resistencia a la compresión del hormigón lo convierte en un material que cumple los requisitos de los Códigos Internacionales de Edificación (IBC). Sin las extraordinarias características de este compuesto no podrían construirse los núcleos de los rascacielos, capaces de soportar cargas sísmicas. El hormigón además tiene una resistencia natural al fuego, si bien esta característica depende de la mezcla y los materiales con los que se combine.
El acero, sin embargo, aunque resiste bien la tracción, es un material dúctil. Es de naturaleza incombustible, pero cuando se expone a un calor extremo, se derrite. Es por eso que las estructuras de acero requieren un recubrimiento de otro material ignífugo tales como revestimientos intumescentes. El acero resiste bien las cargas de viento, y cuando se utiliza en sistemas estructurales modulares ofrece una gran resiliencia ante los desastres naturales.
Impacto ambiental y recursos
La composición del hormigón hace que sea un material fácil de suministrar de forma local a parir de elementos naturales. Es posible triturarlo y reciclarlo como base de otras mezclas, sin embargo, no puede constituir el único agregado por su contenido de humedad y la dificultad de conseguir una mezcla homogénea. Alrededor de un 40% del hormigón reciclado se utiliza como material de relleno en sustratos de pavimentaciones o carreteras. Cuando se mezcla con otros materiales de desecho como la ceniza da lugar a un cemento hidráulico como la Escoria de Cemento o Escoria Granulada (GGBS de sus siglas en inglés) o las Cenizas de Combustibles Pulverizados (PFA).
A pesar de que la fabricación del hormigón tiene un gran impacto ambiental, el material en sí posee una gran inercia térmica, por lo que su uso ayuda a reducir el consumo de energía a través de sistemas pasivos de ventilación.
El acero es un material 100% reciclable que puede reutilizarse sin comprometer la integridad estructural del producto resultante. Se aconseja que las piezas de acero se unan mediante tornillos, lo que además de facilitar el control de calidad, hace que las estructuras puedan ser desmontadas y recicladas fácilmente. Cuando el acero se mezcla con otro tipo de escombro, su reciclado es sencillo con medios magnéticos.
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