Guía Técnica Easy Blok

Guía técnica del encofrado en EPS Easyblok

ZavattiShop te proporciona la guía técnica del encofrado en EPS Easyblok, para la construcción de piscinas.

En esta guía encontrarás:

• Informe técnico-estructural de paredes del borde de la piscina con elementos EASYBLOK;
• Guías para el dimensionamiento estructural;
• Guías para la correcta instalación: bloques, armadura y vertido.

N.B. = Informe Técnico Estructural publicado por la Oficina Técnica de Zavatti Shop

Actualizado en todas sus partes tras la entrada en vigor del D.M. 14 de enero de 2008, pretende ser un soporte técnico válido para el suministro y realización de la "piscina de poliestireno". No es una herramienta de diseño completa ni la sustituye, ya que no es obligatoria por ley.

Informe técnico-estructural de paredes del borde de la piscina con elementos easyblok

Descripción del producto: ¿Piscina de poliestireno?

Material

Los elementos EASYBLOK están fabricados en EPS, es decir, poliestireno expandido sinterizado, mediante un proceso industrializado que garantiza homogeneidad de material y dimensiones, características fundamentales para las aplicaciones que este producto tiene en el mercado. Popularmente se dice piscina de poliestireno, pero hablamos de un material realmente resistente e indicado para la construcción de estas estructuras.

La fortaleza del producto radica en la relación resistencia/peso.

El poliestireno expandido sinterizado generalmente tiene una densidad entre 10 y 40 Kg/m3, y está compuesto en promedio por un 98% de aire y solo un 2% de material estructural de hidrocarburo puro. Además del vapor de agua, para la producción del poliestireno expandido solo se usa pentano, que al final del proceso de expansión se evapora.
No se usan, ni nunca se han usado, los clorofluorocarbonos -CFC- dañinos para la capa de ozono que rodea nuestra atmósfera. Por lo tanto, el peso de cada elemento es realmente insignificante. Sin embargo, no ocurre lo mismo con la rigidez (y indirectamente la resistencia). De hecho, las nervaduras internas ofrecen una excelente rigidez y compactación del producto. Esto permite facilidad de manejo, rapidez en la instalación y bajo riesgo de daño o deformación de los elementos.

Nervaduras internas - Elemento EASYBLOK rectilíneo.

Nudo interno - Elemento EASYBLOK rectilíneo.

Dimensiones y cortes

Actualmente la empresa dispone de los siguientes elementos EASYBLOK para piscina con Skimmer:

• ELEMENTO RECTILÍNEO 1250 X 250 X h300 mm;
• ELEMENTO RECTILÍNEO 1250 X 250 X h250 mm;
• ELEMENTO CURVABLE (radios h300: 0 ・ 1,5 ・ 2 ・ 2,5 ・ 3 - radios h250: 0 ・ 1,5 ・ 2 ・ 2,5).

Como es evidente, las piscinas con borde rectilíneo son fácilmente componibles, aún más si las dimensiones son múltiplos de 1250 mm.
Esto implica, además de un notable ahorro de tiempo, una mayor homogeneidad de la pared con bloques todos perfectamente encajados entre sí.
El ensamblaje de los elementos se realiza mediante juntas macho/hembra adecuadamente realizadas tanto en las paredes horizontales como en las verticales. En el primer caso, se obtiene una mayor estabilidad del elemento frente a las acciones horizontales, mientras que las prominencias verticales permiten que el encofrado trabaje correctamente frente a las acciones de corte tanto en la fase de vertido como en la de curado del conglomerado cementicio.
En el interior se ha creado una sección en H que permite que el hormigón fluya dentro del encofrado y entre las barras de armadura, creando una malla de hormigón armado compuesta por montantes y travesaños. Con el encofrado curvo, la malla no sufre ninguna variación dimensional y se proyecta sobre una superficie curva que puede ser cóncava o convexa. En estos dos últimos casos, la rigidez de la estructura aumenta considerablemente por efecto de la forma.
Las caras laterales paralelas al lado largo son perfectamente lisas para permitir una perfecta adherencia de la lámina impermeable, que se coloca posteriormente.

Aplicación como encofrado perdido

Las paredes del borde de la piscina se realizan utilizando los elementos EASYBLOK como encofrado para contener el hormigón en fase de vertido. De hecho, una vez curado, ya no cumplen ninguna función estática, siendo mucho menos rígidas y, en cualquier caso, no están conectadas al conglomerado.
Dicho esto, es bueno recordar que las paredes del borde de la piscina realizadas con el método aquí propuesto aprovechan los elementos EASYBLOK como encofrado perdido y el organismo estructural es a todos los efectos una estructura de hormigón armado.
La elección de utilizar un encofrado perdido deriva principalmente de los tiempos cada vez más reducidos que se tienen hoy en día; de hecho, ya no es necesario esperar los clásicos 28 días para el curado del hormigón antes de proceder con las operaciones de desencofrado.
No menos importante es el aspecto de la limpieza del sitio y de los equipos a utilizar. Con la elección del encofrado perdido se puede decir que las herramientas necesarias se reducen a pocas unidades, con costos de gestión altamente reducidos y riesgos para los operarios notablemente inferiores.
Finalmente, el uso del encofrado perdido en EPS constituye un aislamiento para el hormigón que, dentro del encofrado, al fraguar, produce calor de hidratación. Un buen aislamiento permite reducir al mínimo el gradiente térmico entre el núcleo de la pared y el exterior, reduciendo así la fisuración de origen térmico.

Ventajas enormes y comprobables

Presentado el producto desde el aspecto técnico, es bueno ahora destacar los principales puntos que caracterizan su uso.

LIGEREZA - MANEJABILIDAD – MODULARIDAD

El encofrado EASYBLOK permite la realización de paredes de hormigón armado con total seguridad, sin correr riesgos que comprometan la salud de los operarios. Las cargas transmitidas a la cimentación son bastante contenidas y esto implica la posibilidad de limitar las dimensiones y el armado de la misma. Menos material no significa menor resistencia, sino un mejor aprovechamiento de sus propiedades mecánicas.
Las piscinas con borde realizadas con elementos EASYBLOK son fáciles y rápidas de construir, económicas porque reducen los tiempos, la mano de obra y el equipo.
La estandarización de las medidas permite referirse a pocos elementos constructivos y, al mismo tiempo, si se combinan correctamente, realizar una infinidad de formas y diseños.
La oferta de Zavatti Shop está a la vanguardia en este aspecto porque aprovecha la economía y los tiempos respetando las disposiciones en materia de seguridad en los lugares de trabajo.

VELOCIDAD DE EJECUCIÓN – ECONOMÍA

Con los elementos EASYBLOK es posible construir piscinas de cualquier profundidad en un tiempo definitivamente reducido. El encofrado perdido es fácilmente ensamblable debido a su ligereza, resiste eficazmente las acciones inducidas por las operaciones de vertido y constituye una excelente superficie sobre la que colocar la lámina impermeable.
Comparando estas operaciones con una piscina vertida en obra, habría que tener en cuenta el tiempo de curado del hormigón antes del desencofrado, las operaciones de revisión y alisado de la pared en bruto de hormigón, así como todo el equipo necesario para realizar el encofrado para contener el vertido. En resumen, las paredes del borde de la piscina con elementos EASYBLOK cuentan con una reducción de más del 50% en los tiempos de intervención y la eliminación total de tablas, paneles, separadores y todo lo necesario para realizar una pared de hormigón armado.

Las nuevas Normas Técnicas para la Construcción

Vida Nominal y clases de uso

Según las NTC, “La vida nominal de una obra estructural VN se entiende como el número de años durante los cuales la estructura, siempre que esté sujeta a mantenimiento ordinario, debe poder usarse para el propósito al que está destinada.”

En cuanto a la clase de uso, las normas técnicas para la construcción prevén cuatro clases diferentes según el destino del edificio. La clasificación es en orden creciente desde el edificio menos importante en clase de uso I hasta el estratégico que requiere la máxima atención, ubicado en clase de uso IV.
Lo anterior, además de ser una forma útil de clasificar el edificio que se va a diseñar, es especialmente útil para calcular el período de referencia VR en el momento de evaluar la acción sísmica sobre la construcción. De hecho:

VR = VN ・ CU

A este respecto, se considera interesante presentar una tabla de cálculo del período de referencia VR, teniendo en cuenta que si VR < 35 años, se asume de todos modos VR = 35 años.

Para estructuras con vida nominal de 10 años, cualquiera que sea la clase de uso, el período de referencia se toma igual a 35 años. Sin embargo, las NTC precisan que, en zona sísmica, si el edificio en cuestión tiene una vida nominal inferior a dos años, entonces es posible omitir las verificaciones estructurales.

El diseño estructural por Estados Límite

El diseño estructural actual se basa en el método de cálculo semiprobabilístico de Estados Límite. Según el D.M. 14 de enero de 2008 (en adelante llamado Normas técnicas para la construcción NTC) “se define Estado límite la condición superada la cual la obra ya no satisface las necesidades para las que fue diseñada”.
Las Normas Técnicas para la Construcción, armonizadas con los Eurocódigos, proponen dos tipos de Estados Límite que, de manera simplificada, monitorean la estructura en dos momentos diferentes de su vida; un estado límite común para todos los días llamado Estado Límite de Servicio (abreviado SLE) y un segundo, más raro y definitivamente más importante, llamado Estado Límite Último (abreviado SLU).
El objetivo principal que el diseñador estructural debe perseguir y que las obras deben poseer los siguientes requisitos:

• Seguridad frente a estados límite últimos: es decir, la capacidad de evitar colapsos y fallos graves que puedan comprometer la integridad de las personas. El sobrepaso de un SLU es irreversible.
• Seguridad frente a estados límite de servicio: es decir, la capacidad de garantizar el rendimiento previsto para las condiciones de servicio. El sobrepaso de un SLE puede ser reversible o irreversible.
• Robustezza frente a acciones excepcionales: es decir, la capacidad de evitar daños desproporcionados en relación con la importancia de las causas desencadenantes, como por ejemplo incendios, explosiones, impactos, etc.

Italia es zona sísmica

Las NTC prevén una nueva clasificación sísmica de nuestro país. La primera gran novedad es que toda Italia se ha convertido en zona sísmica. El territorio nacional ha sido dividido en cuatro zonas con peligrosidad sísmica decreciente. El proyectista dispone además de una malla bastante densa donde obtener los valores fundamentales para poder realizar un análisis modal. También se dispone de una hoja electrónica, desarrollada por el Servicio Técnico Central, que proporciona los espectros de respuesta representativos de las componentes (horizontales y vertical) de las acciones sísmicas de proyecto para el sitio genérico del territorio nacional.

Pared delgada débilmente armada

Paso de pared mixta a tabique de hormigón armado

Seccionando transversalmente la pared del borde de la piscina en la zona del montante se observa un “sándwich” constituido por dos paredes en EPS y un núcleo de hormigón con un espesor igual a los restantes 165 mm.
Por ejemplo, en el caso de piscina enterrada, la situación es la siguiente:

En la zona entre un montante y otro, el elemento EASYBLOK presenta una conexión entre las dos paredes exteriores reduciendo así el espesor de hormigón y dando lugar a una sección en forma de H.
Dicho esto es evidente intuir que hay una variación a nivel local del espesor de hormigón que constituye el tabique portante.
Para el estudio del comportamiento estructural de la pared del borde de la piscina es conveniente pasar al tabique equivalente en hormigón armado bajo las siguientes dos hipótesis:

• los travesaños proporcionan comportamiento bidimensional al organismo estructural
• el rebaje presente en los extremos y la armadura corriente proporcionan continuidad entre los encofrados EASYBLOK

Dicho esto es evidente intuir que hay una variación a nivel local del espesor de hormigón que constituye el tabique portante. La dimensión está comprendida entre el valor mínimo de 120 mm en la sección en H, y el valor máximo de 165 mm en la sección transversal del montante. Para el estudio del comportamiento estructural de la pared del borde de la piscina es conveniente pasar al tabique equivalente en hormigón armado bajo las siguientes dos hipótesis:

• los travesaños proporcionan comportamiento bidimensional al organismo estructural;
• el rebaje presente en los extremos y la armadura corriente proporcionan continuidad entre los encofrados EASYBLOK.
  

En virtud de lo dicho es posible calcular el espesor del tabique equivalente a utilizar en el dimensionamiento estructural operando de la siguiente manera: 5 montantes 165 x 165 mm = 1 tabique 125 x S mm

siendo S el espesor del tabique equivalente se obtiene
s = ( 5 x 165 x 165 ) / 125 = 109 mm

En las verificaciones estructurales tanto en Estado Límite Último como en Estado Límite de Servicio se utilizará el tabique equivalente, considerando su comportamiento global obtenido mediante un modelado tridimensional por Elementos Finitos.

La armadura: dónde, cómo y por qué

Como indica la notación misma recogida en las “Normas Técnicas para la Construcción” más adelante en detalle, el organismo estructural es una pared delgada débilmente armada. Esto implica que la cantidad de armadura presente en su interior debe calcularse con un procedimiento riguroso que tenga en cuenta todos los aspectos involucrados. El resultado es un uso correcto de las barras de armadura, ajustado a las características del acero, tanto en términos de cantidad como de calidad.
Con la entrada en vigor de las Nuevas Normas Técnicas para la Construcción, los aceros para armadura en estructuras de hormigón armado son el B450A y el B450C. El primero se obtiene mediante un proceso de laminación en frío y es típico de las armaduras y mallas electrosoldadas.
El acero B450C es, en cambio, la barra clásica de armadura comúnmente conocida y obtenida mediante un proceso de laminación en caliente. La sigla contiene dos elementos: la letra B que significa “Beton” (Hormigón, por tanto acero para armadura) y un número que indica la tensión de fluencia característica. En el ámbito europeo se ha establecido que dicho valor, según las tolerancias adecuadas que aquí se omiten, sea igual a 500 N/mm2, pero para países con alto riesgo sísmico como Italia o Grecia, se ha preferido reducir el valor de la resistencia en favor de un aumento de la ductilidad del material.
En cuanto a la colocación del refuerzo, es sabido que debe situarse donde se generan tensiones de tracción en el hormigón. Por lo tanto, es necesario identificar el estado tensional dentro de la estructura y colocar el refuerzo. El hecho de que la pared sea “delgada” y “débilmente” armada no debe ser motivo de desconfianza. De hecho, para estructuras como las paredes del borde de la piscina, las tensiones en juego son casi siempre contenidas y este tipo de solución se demuestra eficaz, segura y económica.

El hormigón: calidad y durabilidad

También en este caso, las Nuevas Normas Técnicas para la Construcción proporcionan indicaciones detalladas y exhaustivas sobre las propiedades mecánicas, la prescripción y el control de aceptación del hormigón.
A efectos del cálculo estructural, según las Normas Técnicas para la Construcción, el hormigón se clasifica según la clase de resistencia C X/Y donde:
C = hormigón
X = resistencia cilíndrica a compresión característica [ N / mm2 ]
Y = resistencia cúbica a compresión característica [ N / mm2 ]

Existen principalmente dos tipos de hormigón, es decir, de mezcla diseñada y de rendimiento garantizado. Este último es el tipo más común y para el cual, al momento de la orden, deben indicarse los siguientes datos:

• Clase de resistencia
• Clase de consistencia
• Clase de exposición ambiental
• Diámetro máximo del agregado

Es totalmente anacrónico y erróneo solicitar un hormigón dosificado solo por la cantidad de cemento, ya que no solo de la cantidad del ligante depende la resistencia del conglomerado. Esta, de hecho, es resultado del diseño de mezcla, que a su vez debe respetar las exigencias de obra, como la trabajabilidad, y la durabilidad de la obra a través de la clase de exposición ambiental.
Para las paredes del borde de la vasca con elementos EASYBLOK será muy importante prescribir un hormigón con una clase de consistencia adecuada para permitir que rellene completamente y homogéneamente las cavidades del encofrado sin segregar.
Incluso se podría hipotetizar el uso de un hormigón fino, es decir, un hormigón con un diseño de mezcla que utilice agregados de tamaño más fino para favorecer una excelente trabajabilidad. En cuanto a la clase de resistencia, esta deberá elegirse principalmente teniendo en cuenta la resistencia necesaria para afrontar las tensiones en servicio. En este caso, la clase de exposición ambiental es muy reducida debido a la completa protección del hormigón interno de los elementos EASYBLOK.

Comportamiento estructural

Las paredes del borde de la vasca realizadas con elementos EASYBLOK colados in situ son asimilables a tabiques de hormigón armado. Como se describió en las páginas anteriores, desde el punto de vista estructural, se trata de una pared delgada débilmente armada.
La pared es un elemento estructural bidimensional porque tiene dos dimensiones claramente superiores a la tercera. De ello se deriva un comportamiento bidimensional que permite una mejor distribución de las tensiones en servicio. Además, la pared es un elemento estructural que tiene dos valores de rigidez muy diferentes entre sí; la perpendicular al plano medio oscila alrededor de valores discretos en función de la longitud de la pared exterior y de la influencia del empotramiento en los extremos. La rigidez medida paralelamente al plano medio está caracterizada por valores importantes que permiten una excelente gestión de las acciones horizontales.

Cargas estáticas

En el caso en cuestión, las cargas estáticas derivan del peso propio de la estructura, del peso del cuña de empuje del terreno identificado por el ángulo de fricción interna y del peso del agua contenida en su interior, cuando se considera en condiciones estáticas.
En el caso de piscina enterrada, la acción dominante será el empuje del terreno, especialmente cuando la vasca está vacía para operaciones de mantenimiento.
En el caso de piscina sobre tierra, la acción predominante es el empuje hidrostático. En este caso es necesario realizar un estudio detallado de la curva de presiones para determinar las zonas de tracción y compresión, además del equilibrio y la estabilidad de la pared.

Cargas dinámicas

Las acciones dinámicas que pueden interesar en el caso son principalmente el sismo y el agua presente dentro de la vasca.
En cuanto a la acción sísmica, a la luz de lo expuesto anteriormente (en el capítulo “Italia y zona sísmica”), a través de la zona sísmica en la que se encuentra la estructura, las condiciones topográficas, el tipo de edificio y su uso se determina la magnitud de la acción. El estudio debe realizarse mediante un análisis dinámico modal, considerando todo el organismo estructural. Si la estructura presenta regularidad en planta y en elevación, caso bastante raro, es válido realizar un análisis estático equivalente. Según las Normas Técnicas para las Construcciones, tras el análisis estructural es obligatorio realizar una evaluación cuidadosa de los detalles constructivos. La realización de la estructura debe seguir escrupulosamente las indicaciones contenidas en los documentos de proyecto sin sobredimensionar los elementos individuales. Esto causaría un desequilibrio en el principio de jerarquía de resistencias, con un consecuente mal funcionamiento de los elementos estructurales bajo sismo. También es muy importante el estudio de la interacción fluido-estructura para la evaluación de las solicitaciones producidas por el agua contenida en la piscina.

El estudio de la interacción dinámica fluido-estructura es muy complejo y requiere un análisis profundo. De hecho, cuando las paredes de los tanques, sometidas a una excitación de tipo sísmico, sufren desplazamientos, una cierta fracción del líquido participa en este movimiento y se mueve junto con las paredes, mientras que la superficie libre del líquido oscila libremente dentro de los tanques.
La oscilación de la superficie libre del líquido es un fenómeno estrechamente ligado a las relaciones geométricas significativas del tanque, en particular la relación entre la altura del líquido y la longitud del tanque (en la dirección del sismo). La primera fracción de masa se denomina masa impulsiva: esta se mueve rígidamente junto con las paredes del tanque. La segunda fracción se denomina masa convectiva: esta se mueve independientemente de las paredes del tanque generando el fenómeno llamado “sloshing”, es decir, la oscilación de la superficie libre del líquido.
Un estudio riguroso requiere un método racional basado en la solución de las ecuaciones hidrodinámicas con las condiciones de contorno adecuadas [EC8]. Como alternativa, es posible adoptar un modelo simplificado basado en una analogía mecánica, tal como lo propuso G.H.Housner [The dynamic behavior of water tanks, contenido en Bulletin of the Seismological Society of America, Vol. 53, N. 2, pp 381-387, febrero 1963].
Se presentan los puntos clave del artículo en cuestión: si un tanque contiene un líquido con una superficie libre y está sujeto a una aceleración horizontal del terreno, las fuerzas ejercidas por el líquido sobre las estructuras de los tanques son de dos tipos:

• Primero, cuando la pared de la piscina acelera, una cierta porción del líquido se ve obligada a participar en el movimiento y ejerce sobre la pared una fuerza de tipo inercial (componente impulsiva). Dicha fuerza es la misma que produciría una masa M0 conectada rígidamente a las paredes de la piscina a una altura h0, como se muestra en la figura.
• En segundo lugar, la aceleración de la pared de la piscina provoca oscilaciones en la superficie libre del líquido, ejerciendo así una cierta fuerza sobre las paredes mismas (componente convectiva). Dicha fuerza, según el modelo de Housner, es la misma que provoca una masa M1 conectada a las paredes con un resorte de rigidez kc situado a una altura hc desde el fondo de la piscina.

Para el cálculo y la definición de las cantidades mencionadas se ha hecho referencia a la norma estadounidense ACI 350-3 “Diseño sísmico de estructuras de hormigón que contienen líquidos” emitida por el American Concrete Institute - Comité 350.
Para una piscina circular de diámetro D (caso de piscinas con borde curvo) y una altura de agua igual a HL, las cantidades mencionadas pueden calcularse de la siguiente manera:

Para una piscina rectangular de longitud L (en la dirección del sismo considerada) y altura de agua HL

El análisis modal se realiza utilizando dicho modelo mecánico, considerando un número de modos de vibración suficiente para garantizar la excitación de al menos el 85% de la masa total de la estructura. Las cantidades obtenidas (desplazamientos nodales) para cada modo de vibración se combinan con el método SRSS (Raíz Cuadrada de la Suma de los Cuadrados).

Guías para el Dimensionamiento Estructural

Clase de exposición ambiental según EN 206-1

Para garantizar esta condición es necesario considerar el concepto de durabilidad de las estructuras.

Según lo indicado en la EN 206 – 1 y UNI 11104, las clases de exposición ambiental adoptadas son las siguientes:

LOSA DE CIMENTACIÓN
XC2 Húmedo, raramente seco. Superficies de hormigón en contacto con el agua durante mucho tiempo.

PARED DEL BORDE DE LA PISCINA
XC1 Seco o permanentemente húmedo. Superficies de hormigón con baja humedad relativa.

Recubrimiento

Observando los planos adjuntos, es evidente que el recubrimiento del armado metálico es relevante solo en lo que respecta a la cimentación, ya que el hormigón que forma la pared del borde de la piscina está completamente protegido por los elementos EASYBLOK y por la lámina impermeable utilizada en la superficie de la piscina.
Dicho esto, se precisa que en cuanto a la losa de cimentación, a la luz de las cualidades del hormigón indicadas a continuación, el recubrimiento de las estructuras metálicas es el siguiente:

Cnom = Cmin + Δtoll = 30 + 10 = 40 mm

Donde:

• Cnom valor del recubrimiento nominal;
• Cmin valor mínimo del recubrimiento de hormigón a realizar;
• Δtolerancia geométrica y de construcción a considerar para compensar posibles imprecisiones en la fase de ejecución.

El organismo estructural

Según el D.P.R. 380 / 2001 – Art. 53-coma 1, la piscina es a todos los efectos una estructura, ya que está sujeta a cargas que requieren una función portante.
Por lo tanto, su construcción debe realizarse según un proyecto ejecutivo elaborado por un técnico autorizado. El organismo estructural que se forma está constituido por los elementos que se describen a continuación.

Cimentaciones

Las cimentaciones tienen la función de transferir las cargas al terreno sobre el que se construye la edificación. La elección del tipo y su dimensionamiento deben realizarse teniendo en cuenta las características mecánicas del terreno y la magnitud de las cargas involucradas.
Generalmente se requiere la realización de una losa de cimentación que se termina desde el principio mediante equipos especiales (helicóptero) destinados a crear una base lisa y plana lista para la colocación de la membrana impermeable. Dado que este tipo de cimentación distribuye muy bien las cargas al terreno subyacente, la gran mayoría de los casos utiliza esta solución.

Si la losa de cimentación no fuera suficiente para garantizar la seguridad y estabilidad de la construcción, es posible recurrir a cimentaciones especiales como los pilotes.
Evidentemente, esta solución tiene un uso limitado en el mundo de las piscinas, principalmente porque la magnitud de las cargas que se transmiten al terreno es tan baja que incluso características mecánicas discretas del terreno resultan suficientes para garantizar la estabilidad.

Una vez que la estructura entra en funcionamiento, por ejemplo con el relleno de los muros y/o el llenado de la piscina, dichos muros están sujetos a flexión por compresión. En realidad, la compresión en el plano vertical es mínima porque se debe solo al peso propio; además, se demuestra que es estabilizadora respecto al equilibrio global, por lo que en la fase de diseño se descuida en favor de la seguridad. La flexión provoca la parcialización de la sección transversal que seguramente deberá ser armada donde existan zonas de tracción. La posición y cantidad de las armaduras dependen de las condiciones de carga y del tipo de piscina que se debe construir. Es necesario distinguir entre muros rectilíneos y curvos. En este último caso, el comportamiento bidimensional es mucho más marcado, con la activación de resistencias debidas al efecto de la forma y el aumento de las presiones en caso de que haya una curvatura a favor de la presión. En estos casos, es recomendable realizar un estudio local sobre el comportamiento estructural y la armadura necesaria, ya que la tracción no solo se manifiesta en la sección transversal en dirección vertical, sino también en sentido transversal.

Modelo de cálculo y condiciones de restricción

Por sí sola, el análisis de cualquier organismo estructural debería realizarse a nivel global y solo en un segundo momento a nivel local para comprender mejor mecanismos estructurales particulares o, por ejemplo, para gestionar cargas concentradas elevadas.
Por lo tanto, para tanques con borde rectilíneo y aún más para aquellos con borde curvo, es recomendable realizar un modelo matemático que simule el comportamiento de la estructura bajo carga. Se aclara que no es necesario realizar discretizaciones complejas ni modelos geométricos refinados, sino que ya es suficiente un modelo simple y correcto que pueda captar con buena aproximación la respuesta del tanque.

Sin embargo, existen en la literatura métodos simplificados para el cálculo de las características principales de solicitación. A continuación se presentan dos procedimientos útiles en este sentido, válidos solo para paredes rectilíneas.

Si la pared rectilínea individual tiene una longitud inferior a aproximadamente dos veces su altura, se siente el efecto empotramiento debido a las esquinas. Esto resulta en un comportamiento rígido de la pared con una variación del momento flector que cambia de signo cerca de la base. Estudiando la sección transversal de la pared es posible modelar la estructura como una ménsula empotrada en la base con apoyo en la parte superior.

Influencia del borde – efecto empotramiento – Modelo con empotramiento en la base y apoyo en la parte superior.

Si la pared rectilínea individual tiene una longitud superior al doble de su altura, la influencia del borde ya no es significativa. A medida que la pared crece en longitud, aumenta su deformabilidad, que resulta ser máxima en la mitad. Estudiando la sección transversal de la pared es posible modelar la estructura como una ménsula empotrada en la base. Como es fácil intuir, las deformaciones serán claramente superiores, también porque todas son del mismo signo; incluso el momento flector en el empotramiento presentará valores superiores al caso anterior, ya que no hay ninguna restricción en la parte superior.

Pérdida del efecto empotramiento - Modelo con empotramiento en la base

Análisis de cargas

Un paso fundamental en el diseño estructural es la definición de las cargas y la magnitud de las acciones que actúan sobre la estructura. Es necesario situar la obra en el contexto en el que desempeñará las funciones para las que fue diseñada y a partir de ahí derivar las cargas actuantes. Para una piscina, además del agua y la posible presión del terreno si está enterrada, es necesario tener en cuenta la sobrecarga accidental en el borde de la piscina. El valor de esta última debe tomarse en función del uso previsto de la obra.

Condiciones de carga

Vasca enterrada vacía

La primera condición de carga que se examina es el caso de vasca enterrada.
Evaluando la situación, es inmediato entender que la condición principal es el caso de vasca vacía para la cual se examinan la presión del terreno aguas arriba y la sobrecarga actuante.
Dicha presión se considera presión en reposo (pasiva) ya que los posibles asentamientos no justificarían el desarrollo de la presión activa. El coeficiente de presión en reposo, según la literatura, es:

La presión ejercida sobre las paredes resulta entonces:

A la presión del terreno así calculada se suma la acción del nivel freático, que crea una presión de tipo hidrostático (lineal creciente con la profundidad) contra las paredes de la vasca.
En cuanto al agua freática, esta produce una presión hidráulica ascendente en el fondo de las vascas proporcional a la profundidad del fondo de la vasca.
Además, se asume una sobrecarga accidental aplicada a la pared según el coeficiente mencionado anteriormente, de una magnitud igual a la indicada por la normativa vigente.

Vasca enterrada llena

La condición opuesta a la anterior de carga es el caso en que la vasca enterrada esté llena de agua. Es evidente intuir cómo en tal situación se añade la presión hidrostática (caso obviamente de funcionamiento normal) desde el interior hacia el exterior.
A favor de la seguridad, sin embargo, en este caso no se considera la presión debida a la sobrecarga y la del terreno se toma igual al 30% del valor real para tener en cuenta que ese material se remueve para permitir los trabajos y solo en un segundo momento se recoloca junto a las paredes. De hecho, para confiar en la resistencia del terreno, en esta situación, sería necesario movilizar la presión pasiva que sin embargo solo entra en juego para grandes desplazamientos, cuando precisamente el terreno está compactado. Nunca se llegaría a esa condición sin antes romper el material que constituye el borde de la vasca debido a los grandes desplazamientos.

Vasca estradossata llena

En el caso de piscina construida sobre tierra, la condición más desfavorable se da cuando la vasca está llena.
Siempre permaneciendo en condiciones estáticas, la pared del borde de la vasca debe enfrentar la presión hidrostática del líquido interno.

Vasca estradossata vacía

En esta situación prácticamente no existen esfuerzos dentro del organismo estructural.
Ingenierilmente hablando, esta condición prevé que la estructura esté casi totalmente descargada salvo por su propio peso.

Verificaciones en Estado Límite Último

Son necesarias para verificar la resistencia de los elementos estructurales con el fin de garantizar la seguridad de la obra. En función de la geometría de la pared (se recuerda el paso al tabique equivalente débilmente armado), de las características mecánicas de los materiales estructurales (hormigón y acero de refuerzo) y de las solicitaciones actuantes, se calculan las acciones resistentes según las fórmulas canónicas de la Ciencia de la Construcción.

El objetivo es garantizar la siguiente desigualdad:

ER / EE ≥ 1

Donde:

• ER acción resistente (momento flector MRd, cortante VRd, etc.)
• EE acción solicitante (momento flector MEd, cortante VEd, etc.)
• d = diseño, es decir, valor de proyecto de la acción calculado con los coeficientes parciales de seguridad aplicados a los valores característicos.

Verificaciones en Estado Límite de Servicio

Dada la simplicidad del elemento y la escasez de las acciones en juego, las verificaciones en Estado Límite de Servicio son en su mayoría un análisis minucioso destinado a confirmar las elecciones de diseño. De hecho, si bien es cierto que el dimensionamiento de las estructuras se realiza mediante un procedimiento de predimensionamiento y se verifica mediante cálculos que consideran las solicitaciones en ELU, también es cierto que el conjunto estructural debe respetar las limitaciones impuestas por el ELS. Se habla de limitaciones en virtud de la posibilidad, prevista por el EC2 y las NTC ’08, de verificar el comportamiento de las estructuras mediante procedimientos empíricos relacionados con los detalles constructivos y de armadura.

LIMITACIÓN DE LAS TENSIONES EC2 SECCIÓN 7 – punto 7.2
La tensión de compresión en el hormigón debe limitarse para evitar fisuras
longitudinales en dirección ortogonal a la de tracción. También se deben evitar microfisuras y valores elevados de viscosidad para no comprometer la funcionalidad de la obra (en nuestro caso, el desgarro del revestimiento impermeable con la consiguiente pérdida de agua) y para no permitir vías preferenciales a la agresión de los elementos de hormigón armado. Las tensiones en servicio generalmente alcanzan en la zona de la pared más solicitada valores del orden de 4÷5 N/mm2, claramente inferiores al límite impuesto por la normativa y equivalentes al 60% de la resistencia característica cilíndrica de compresión fck = 25 N / mm2 en caso de utilizar un hormigón clase C 25/30.

CONTROL DE LA FISURACIÓN EC2 SECCIÓN 7 – punto 7.3
Como se indicó anteriormente, altas tensiones en el acero de refuerzo provocan altas tensiones en el hormigón transferidas por adherencia. Esto implica un estrés del material que fisura y se corroe más fácilmente. Se omite aquí un cálculo no lineal de la apertura de fisuras ya que es más que suficiente la correlación propuesta por el EC2 en el Cuadro 7.2. De hecho, queriendo limitar la apertura de la fisura al límite más restrictivo de WK = 0,2 mm, según la tensión en las barras de acero (por ejemplo, unión losa – pared borde de la piscina) se deduce el diámetro máximo utilizable.

CONTROL DE LA DEFLEXIÓN EC2 SECCIÓN 7 – punto 7.4
El control de la deflexión, entendida como relativa a los apoyos, está dirigido a evitar comprometer o incluso dañar la funcionalidad y el aspecto estético.
Valores límite adecuados de la deflexión, que tienen en cuenta la naturaleza de la estructura, los elementos secundarios y no estructurales, están contenidos en la ISO 4356. De hecho, se indica que para no comprometer la funcionalidad de la obra, se debe respetar el límite de 1/250 h, es decir, para una altura de 1500 mm, un valor límite de 6 mm.
Generalmente, las mayores deformaciones se encuentran en la mitad de la pared más larga, donde el comportamiento bidimensional es mínimo; allí se siente poco el efecto de encastre en las esquinas con las paredes y predomina un comportamiento tendencialmente en voladizo.

Guías para la correcta instalación: Bloques, Armadura y Vertido

Elementos Easyblok - Almacenamiento en obra

El constructor deberá tomar las precauciones necesarias en materia de almacenamiento, ya que debido a la conformación particulada de los elementos y su vulnerabilidad, podrían sufrir daños permanentes, con consecuencias en su uso futuro.
Los paneles deberán almacenarse en un lugar preferiblemente seco, para evitar que la exposición continua a la humedad provoque deformaciones, que afecten su posterior instalación, especialmente en el grado de tolerancia de la planitud y verticalidad.
Se deberán prever tablas de madera, que se depositarán en el lugar previsto para el almacenamiento y posteriormente se apilarán sobre los paneles EASYBLOK, de modo que el aire pueda circular a través de ellos por convección, manteniendo un cierto nivel de ventilación. Se deberá prever una lona para la protección contra agentes atmosféricos y tablas de madera colocadas cerca de los bordes apilados para proteger contra golpes.

Colocación correcta

Para facilitar la instalación del EASYBLOK, es importante que la base de cemento esté limpia, alisada y nivelada; debe estar libre de asperezas y agujeros, además de estar "tirada" correctamente, por lo que se recomienda un acabado de la superficie mediante medios mecánicos.
En el borde de la base del fondo, trazar con la ayuda de una cuerda impregnada de color azul, una polilínea correspondiente a las dimensiones internas de la piscina.
Luego, hay que verificar cuidadosamente la escuadra y asegurarse de que las diagonales internas correspondan a las diagonales del proyecto.
El siguiente paso es colocar las varillas verticales y atarlas con las de refuerzo, es decir, sobre el trazado obtenido, disponer los módulos de la primera fila comenzando desde una esquina, de esta manera:

• Respetar el sentido de montaje, con los dientes hacia abajo;
• Colocar las llaves de cabeza altas y bajas en los extremos de los módulos correspondientes para asegurar el cierre al momento del vertido del concreto;
• Proceder con la ayuda de un cúter a un corte localizado en la parte del EASYBLOK, en cada una de las 4 esquinas para permitir la continuidad y homogeneidad del concreto vertido en la estructura;
• Colocar la segunda fila comenzando desde una esquina y desplazando en cada hilada los elementos 0.25 m, una cantidad igual al espesor de la pared;
• Colocar como antes las llaves de cabeza y realizar los cortes en las esquinas.

Luego es necesario colocar la armadura horizontal; una vez colocados los módulos, hacer pasar dentro de ellos la armadura correspondiente.
Para alturas de muros iguales o inferiores a 1.50 m, se puede realizar el llenado de la estructura en un solo vertido: según la consistencia del concreto, es importante controlar la presión hidrostática que actúa sobre el encofrado, para evitar abombamientos y defectos de planitud en el concreto endurecido. Esta recomendación es tanto más necesaria cuanto más larga sea la pared, es decir, a medida que se disipa el efecto de encastre. Se aconseja en tal caso un apuntalamiento adecuado con una separación no superior a 4 metros.
Se recomienda usar una bomba con tubo de descarga vertical en la salida, para asegurar una distribución regular del vertido; proceder con el vertido comenzando desde una esquina y desplazando el tubo a lo largo del perímetro de la vasca, operando por capas, para evitar la segregación del concreto con formación de nidos de grava. Es buena práctica vibrar el concreto repetidamente, por breves períodos, en diferentes zonas.
Después del vertido del concreto y antes del curado, proceder a un último control sobre la verticalidad de los bordes, la planitud de los muros y el plano de la parte superior. Esta operación de control debe realizarse escrupulosamente, especialmente en el caso de piscinas con pared curvilínea en el borde de la vasca.
De hecho, cuando la curvatura favorece la carga, la pared podría entrar en crisis dado que el concreto aún está fluido y la armadura no encuentra el anclaje necesario.

Juntas entre elementos

La correcta superposición de las capas juega un papel fundamental en la buena ejecución de la pared. De hecho, durante el vertido, el hormigón ejerce presión sobre las paredes del encofrado y, donde este no ofrezca una correcta estanqueidad (grietas, orificios, solapamientos… derivados de una colocación incorrecta), existe el riesgo de salida de la lechada. Si esto ocurriera, el hormigón perdería una gran cantidad de aglutinante, con la consiguiente reducción significativa de sus características mecánicas.

Armado - Armadura de cimentación

La losa de cimentación cumple una doble función:

• Transmitir las cargas al suelo;
• Funcionar como fondo de la piscina, liso y plano, listo para la aplicación de la lámina impermeable.

El espesor de la losa depende de la magnitud de las cargas (por lo tanto en gran parte de la profundidad de la piscina), del tipo de terreno y de sus propiedades mecánicas. No menos importante es la extensión de la losa, que debe estudiarse con atención para permitir las operaciones de vertido tanto en términos de tiempos como de maduración del hormigón. Para una correcta gestión de la fisuración por retracción, es buena práctica realizar juntas de dilatación, así como ejecutar el vertido por etapas, comenzando desde el punto más alejado del anclaje fijo (pared).
El espesor de la losa generalmente es de 15÷20 cm y la armadura casi siempre está constituida por una doble malla electrosoldada separada por caballetes. Los diámetros varían de O6 a O12 y la malla suele ser una de las tres dimensiones entre 10x10, 15x15, 20x20.

Barras de arranque

Al tener que terminar la losa desde los primeros momentos posteriores al vertido, no es posible sumergir en el hormigón las barras de arranque. Por lo tanto, se colocan en un segundo momento mediante un anclaje químico a través de la realización de un orificio y la insuflación de resina epoxi bicomponente en su interior, en contacto con la armadura misma.
La longitud de anclaje debe calcularse con precisión ya que es el elemento de conexión entre la losa de cimentación y la pared del borde de la piscina. De hecho, a través de ella se transmite el momento de empotramiento y el corte que resulta ser máximo justo en la sección de unión.
El anclaje químico debe estar formado por resina epoxi bicomponente, que se inyecta en el orificio previamente realizado y bien limpiado, después se inserta la barra de acero u otro elemento que fija la parte a anclar a la estructura de cimentación.
Para un correcto anclaje, es muy importante la ejecución perfecta, además de las consideraciones adecuadas en la fase de preproyecto, sobre el material y las estructuras en las que se realizarán los orificios.

La pared al borde de la piscina debe estar armada de manera que contenga los esfuerzos de solicitación y mantenga las tensiones dentro del estado límite considerado.
La armadura de las paredes debe insertarse correctamente dentro del encofrado.
Dado el espacio limitado en cada nervadura, es necesario respetar las indicaciones proporcionadas en los planos. La cubierta de recubrimiento es en este caso un aspecto de poca importancia ya que, por la forma particular del encofrado, la armadura queda completamente protegida por el PSE. Lo que requiere mucha atención es la posición de la armadura respecto al encofrado; de hecho, la transmisión de esfuerzos del acero al hormigón está asegurada si y solo si este último envuelve completamente toda la barra. La superposición mínima de las barras verticales se propone en las tablas para el predimensionamiento. La superposición mínima de la armadura horizontal debe ser no menor a 50 ı (diámetro de la barra), mientras que la malla electrosoldada debe presentar una superposición mínima equivalente a 4 mallas.
Cerca del borde de la losa, las mallas se doblan a 90° por 14 cm, esto permite el anclaje y el cierre de la armadura.
La armadura de las paredes del borde de la piscina está compuesta por barras verticales y corrientes de pared.

Caso 1: Pared con armadura simple
Si las solicitaciones en juego son de baja magnitud y las acciones horizontales poco importantes, es posible adoptar un solo plano de armadura que se dispondrá obviamente en la zona de tracción del hormigón. Los esfuerzos de compresión serán asumidos totalmente por el hormigón.

Caso 2: Pared con armadura doble
Si el análisis estructural proporciona valores elevados de las solicitaciones actuantes, es conveniente recurrir a una armadura doble. La sección presentará armadura tanto a tracción como a compresión, mientras que el hormigón aportará su contribución solo en la zona comprimida, fisurándose en la zona tensa.

Piezas especiales y armadura complementaria
Definida la armadura clásica a utilizar en los diferentes elementos estructurales, es bueno presentar también una serie de todas esas piezas especiales, a veces lamentablemente descuidadas, necesarias para la transmisión de esfuerzos cuando la pared presenta un cambio de dirección.

Ángulo recto
En el cambio de dirección es conveniente disponer los elementos EASYBLOK intercalados en cada hilada con una armadura adicional en “L” de lado no menor a 50 cm. Esta debe colocarse en el lado más cargado de modo que el empuje en vacío que se va formando no fisure la
hormigón. Cada hilada de elementos EASYBLOK debe presentar este tipo de armadura, la cantidad y el diámetro deben seguir los de la pared más solicitada.

Intersección de paredes orientadas de cualquier forma
Basado en lo anterior, la unión entre las paredes se realiza mediante barras dobladas en “L”,
con los lados adecuadamente dimensionados. Estos armados, provenientes de la pared secundaria, se anclan en la principal a lo largo del lado opuesto, atravesando el armado transversal corriente para realizar el cierre. Para cada hilada de elementos EASYBLOK se debe disponer este tipo de armado, la cantidad y el diámetro deben seguir los de la pared más solicitada.

Parte superior de la pared
Si las acciones horizontales son de gran magnitud, para rigidizar la pared así como contener el armado (doble en estos casos) es recomendable disponer horquillas de cierre constituidas por acero conformado en “U”. El paso y el diámetro se recomiendan en las tablas para el predimensionamiento.

Jerarquía del armado
Para garantizar la compacidad del armado es necesario que las barras horizontales se coloquen en el exterior de las verticales. A su vez, en caso de ser necesario disponer las horquillas en la parte superior, estas deberán cerrar las barras horizontales.

Hormigón - Prescripciones y prestaciones

Las Normas Técnicas para la Construcción basadas en el DM del 14 de enero de 2008 están armonizadas con la normativa europea UNI EN 206-1 a través de la aplicación nacional UNI 11104, las prestaciones del hormigón en relación con las siguientes especificaciones:

• La clase de resistencia del hormigón endurecido, C fck/Rck, donde fck representa la resistencia característica determinada en probetas cilíndricas con altura/diámetro = 2, y Rck representa la resistencia característica determinada en probetas cúbicas;
• La clase de exposición ambiental que indica las condiciones de agresividad en las que deberá operar el hormigón;
• La clase de consistencia, SN, donde N, comprendido entre 1 y 5, indica la trabajabilidad del hormigón fresco;
• El diámetro máximo del agregado útil para la determinación del espacio entre barras así como para la composición del diseño de mezcla.

En el caso en cuestión, la cubierta de recubrimiento pierde bastante significado, ya que el hormigón está protegido por el PSE y la lámina impermeable. La única zona crítica es el intradós de la losa de cimentación, para la cual se determinará el recubrimiento según la clase de exposición ambiental y el tipo de hormigón.

Además de las cuatro características mencionadas anteriormente, se pueden prescribir una o más prestaciones adicionales, todas sobre el hormigón endurecido, como por ejemplo:

• valor de la retracción máxima;
• permeabilidad al agua determinada mediante penetración de agua a presión;
• resistencia a flexión (Rf) o a tracción (Rt) generalmente a 28 días;
• resistencia a compresión en curados breves (Rci), donde “i” indica el tiempo en días, generalmente entre 1 y 7 días.

Propuesta de materiales estructurales

En el proyecto estructural, las carpinterías siempre incluyen una tabla que indica las características mecánicas de los materiales. A continuación se muestra un extracto a modo de ejemplo.