ZUNCHO 21 - SEPTIEMBRE 2009

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Nº 21 • SEPTIEMBRE 2009

ENTREVISTA

Aniceto Zaragoza Ramírez

Presidente de EUPAVE y Director General de Oficemen

REPORTAJE El terremoto de L’Aquila



SUMARIO

Sumario Zuncho es una revista técnica especializada en la fabricación, investigación, transformación y uso del acero para estructuras de hormigón, que se edita cuatro veces al año.

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EN PORTADA • Entrevista a D. ANICETO ZARAGOZA RAMÍREZ, Presidente de EUPAVE y Director General de Oficemen.

DIRECTOR DE LA PUBLICACIÓN: Julio José Vaquero García COORDINADORA EDITORIAL Raquel Martín-Maestro Arranz ASESORES:

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Juan Jesús Álvarez Andrés Ignacio Cortés Moreira Antonio Garrido Hernández Enric Pérez Plá Valentín Trijueque y Gutiérrez de los Santos Luis Vega Catalán

REPORTAJES • Terremoto de L'Aquila. Observaciones sobre el comportamiento estructural de los edificios. • Aplicaciones del confinamiento del hormigón.

EDICIÓN:

• Determinación analítica de las

CALIDAD SIDERÚRGICA, S.L. C/ Orense 58, 10º C 28020 Madrid

longitudes de anclaje y solape según la Instrucción EHE-08.

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NOTICIAS • Ferros Iluro y Técnicas del Hierro consiguen la marca FerraPlus.

Depósito legal: M-43355-2004 ISSN: 1885-6241

• UNESID solicita ayudas al Gobierno

Las opiniones que se exponen en los artículos de esta publicación son de exclusiva responsabilidad de sus autores, no reflejando necesariamente la opinión que pueda tener el editor de esta revista. Queda terminantemente prohibido la reproducción total o parcial de cualquier artículo de esta revista sin indicar su autoría y procedencia.

• Andrés Barceló, nuevo Director General

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para mantener la viabilidad del sector.

de UNESID. • CEPCO pide al Gobierno invertir 10.000 millones de euros en el Plan E de 2010. • El sector cementero cerrará 2009 con una caída del consumo de hasta el 35 %.

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EN PORTADA Entrevista a: ANICETO ZARAGOZA RAMÍREZ, Presidente de EUPAVE y Director General de Oficemen.

PAVIMENTOS DE HORMIGÓN

UNA SOLUCIÓN EFICIENTE Y SOSTENIBLE Doctor Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos, licenciado en Historia y en Ciencias Económicas y Empresariales, Aniceto Zaragoza cuenta con un interesante currículo. Ex-presidente de la Federación Europea de Carreteras (ERF) y, durante 17 años, Director General de la Asociación Española de la Carreteras (AEC), es desde septiembre de 2006 el Director General de Oficemen, cargo que compagina con otros, entre los que figura el de Presidente de la Asociación Europea de Pavimentos de Hormigón (EUPAVE) y del Foro de Infraestructuras. La docencia es otra de las actividades que desempeña, impartiendo clases como profesor de Transportes en la Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos de Madrid. Zuncho ha querido hablar con él por su doble vinculación al mundo de la carretera y del hormigón que se ha visto recientemente reforzada al promover la creación del Foro de Pavimentos de Hormigón en nuestro país. Cemento, acero y carreteras siempre han tenido una relación estrecha. España comenzó a realizar pavimentos de hormigón a comienzos del siglo XX, sin embargo, en los años 90 la ejecución de esta práctica se contrajo y su promoción supone, actualmente, un reto en el que se está trabajando con empeño desde diferentes instituciones. Hablamos con Zaragoza de la realidad de los pavimentos de hormigón no sólo en España sino también en Europa, de sus ventajas y desventajas y de las actividades previstas para promover su construcción.

El desarrollo de los pavimentos de hormigón ha vivi-

económico, dieron lugar a que dicha solución constructiva no se

do etapas punta y etapas valle en nuestro país. ¿Qué

generalizase en todo el mundo.

ha motivado este hecho? De este modo, frente a países que han mantenido la tradición de Es una larga historia. Durante los años 20, en España y

construir pavimentos de hormigón de forma permanente, en el

podríamos afirmar que en todos los países avanzados,

nuestro, dicha tendencia no ha sido constante.

los técnicos apostaban por los pavimentos de hormigón como la mejor solución para las carreteras. No

Así, por ejemplo, tras la Guerra Civil, la escasez de cemento fue uno de

obstante, diferentes motivos de tipo cultural, técnico o

los motivos que propició que se no construyeran pavimentos de hor-

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migón y como consecuencia, la tradición técnica no se desarrolló. En

En los años 80, en torno al 20 % de las carreteras de

aquellos momentos, era imprescindible destinar el cemento que se

nuestro país se realizaban con hormigón. Salvo su

producía a resolver otras carencias más urgentes, como la edificación

construcción en aeropuertos o dársenas portuarias,

y la rehabilitación de estructuras afectadas por la contienda.

ya no se construyen pavimentos con este material en nuestro país. ¿Los errores del pasado pasan factura

Con el lanzamiento de los planes de autopistas de peaje los pa-

hoy a los pavimentos de hormigón?

vimentos de hormigón fueron una alternativa muy bien valorada, ya que desde el punto de vista del ciclo de vida siempre han sido

En España, la construcción de pavimentos de hormigón

la solución más económica, dando lugar a algunas obras emble-

no se ha abandonado en ningún momento, siendo sus

máticas que todavía podemos disfrutar.

principales usos los industriales, portuarios y aeroportuarios. No obstante, su implantación en carreteras dis-

Esta oportunidad supuso que, en los años 80, cuando se comen-

minuyó y ahora estamos trabajando para impulsar esta

zaron a construir las primeras autovías en el país, esta técnica ya

aplicación hasta el lugar que realmente merece.

estuviera consolidada y aunque sus costes de construcción eran competitivos, su mínimo mantenimiento implicaba que la inver-

Como todos, nuestro país construye y aprende a mejo-

sión total requerida a lo largo de su vida útil fuese menor frente a

rar las carreteras al mismo tiempo. La menor ejecución

otras aplicaciones.

en hormigón implicó un menor desarrollo de la tecno-

"La construcción de pavimentos de hormigón no se ha abandonado en ningún momento"

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logía que se empleaba y quizás se perdió parte del conocimiento que existía, o simplemente no se avanzó al mismo ritmo que lo hacían otras soluciones.

Sin embargo, ahora miramos al futuro con optimismo. Después de los esfuerzos realizados en las dos últimas

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décadas, hemos mejorado la durabilidad, el confort y

villosos desde el punto de vista de la calidad. La diferencia viene

la seguridad, y podemos ofrecer las mejores técnicas

obviamente por el coste, mayor en los pavimentos armados con-

disponibles para la ejecución de pavimentos más sos-

tinuos. Nosotros no apostamos por una solución en concreto, sino

tenibles desde el punto de vista económico, medioam-

por la utilización de las dos según los técnicos lo consideren más

biental y social.

conveniente en cada proyecto.

Dos tipos de carreteras captan actualmente nuestra

Sin embargo, a pesar de ser más cara la ejecución de las carre-

atención, ya que el hormigón es sin duda, la mejor so-

teras de hormigón armado continuo presentan más ventajas.

lución para ellas: las vías de alta capacidad de tráfico,

¿Qué opina usted al respecto?

incluyendo aquellas soluciones especialmente diseñadas para el transporte público y las vías rurales de baja

La ventaja fundamental de las carreteras de hormigón arma-

intensidad de tráfico.

do continuo es que no tienen juntas, lo que podría aportar mayor confort a la conducción. Sin embargo, una buena cons-

Hoy día estamos siendo testigos del incremento del

trucción de hormigón con pasadores puede tener unas juntas

tráfico tanto en las autovías como en las autopistas

inapreciables para el conductor. Son dos técnicas alternativas.

y la necesidad de soluciones más durables, que no

Una nos da seguridad en su comportamiento, aunque es más

impliquen continuas operaciones de reparación y

compleja su construcción, y otra, atendiendo a la experiencia

refuerzo. Ésta será una de las exigencias más deman-

de nuestros colegas austríacos que hacen pavimentos de hor-

dadas por las administraciones y por la sociedad en

migón en masa con pasadores, aporta también una espléndi-

los próximos años.

da calidad. Considero que el debate reside en el dominio de la técnica.

De otro lado, también es una solución muy adecuada para las vías rurales de baja intensidad de tráfico y ca-

Estamos mirando mucho a Europa, ¿verdad?

minos agrícolas, donde no se dispone de recursos para el mantenimiento y en este sentido, la utilización del

Por supuesto, pero no sólo a Europa, sino también a Estados Uni-

hormigón es la solución idónea.

dos, que ha sido durante mucho tiempo el país que ha avanzando más en la ejecución de los pavimentos de hormigón y actualmen-

Como nos comenta, van a apostar por introducir los

te, como no puede ser de otra manera, los vincula a las políticas

pavimentos de hormigón en vías de alta capacidad.

de sostenibilidad, tanto desde el punto de vista económico, como

La Dirección General de Carreteras recomienda el

social y medioambiental.

empleo de pavimentos de hormigón armado continuo para este tipo de vías. ¿Van ustedes a promocio-

Quizás en España se ha primado la idea de construir rápidamente

nar más el hormigón armado?

sin reflexionar sobre el mantenimiento a largo plazo. La realidad es que todos los proyectos deberían ser evaluados en su conjunto,

Para realizar pavimentos de hormigón pueden utilizar-

teniendo en cuenta los gastos que se comprometen al ejecutar

se dos técnicas principales. Así, en Austria se emplea

una carretera desde el principio, pues con el paso del tiempo es

principalmente el hormigón en masa con pasadores y

muy complicado encontrar recursos para el mantenimiento. Por

con la tecnología actual se obtienen unos excelentes

lo tanto, desde el inicio hay que realizar el esfuerzo de evaluar glo-

resultados. Por otra parte, la escuela belga ha difundi-

balmente cada obra, siendo necesario buscar las soluciones que

do la utilización del hormigón armado continuo que

sean más durables y que exijan menos conservación, optimizán-

también ofrece unos resultados absolutamente mara-

dose el coste global.

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"La mejora de la técnica permite construir pavimentos tan confortables como los bituminosos"

Por lo tanto, desde nuestro punto de vista, actualmen-

¿Qué hace que ahora sea el momento propicio para promocio-

No podemos obviar que hace años los pavimentos de

nar los pavimentos de hormigón?

hormigón presentaban un confort general inferior a las

te la realización de una carretera debe someterse a un análisis global, que incluya los parámetros más importantes y trascendentes para conseguir un desarrollo sostenible.

soluciones bituminosas, especialmente en sonoridad y Hay muchos factores, pero podemos destacar que se está gene-

rodadura. Sin embargo, la tecnología ha avanzado para

rando un cambio de mentalidad que prioriza la necesidad de te-

eliminar estos inconvenientes y ya se pueden ofrecer

ner en cuenta el coste integral de los proyectos; en este sentido, la

soluciones igualmente confortables para los usuarios,

balanza se inclina a favor de los pavimentos de hormigón.

que difícilmente pueden diferenciar sobre qué tipo de pavimento están rodando.

Así, la subida del precio de determinadas materias primas, lideradas por el petróleo, ha hecho que soluciones alternativas al

De la primera reunión el Foro de Pavimentos de

hormigón se hayan encarecido de forma que, en la actualidad, la

Hormigón trascendió que uno de sus objetivos era

construcción de pavimentos de hormigón es igual o más barata

fomentar la formación pero, ¿cómo lo van a hacer?

que la realizada con otros materiales.

¿qué temas se deben abordar?

Por otra parte, actualmente todas las infraestructuras se analizan

Sin lugar a dudas la mayor dificultad que tenemos

desde el punto de vista de la sostenibilidad y en este sentido los

hoy día para la promoción de los pavimentos de hor-

pavimentos de hormigón son la solución más sostenible en la

migón en nuestro país es la pérdida de una tradición

construcción de carreteras, por múltiples razones.

técnica, ya que hay pocos equipos humanos y empresariales que conozcan las nuevas tecnologías en

Los pavimentos de hormigón son una solución constructiva respe-

la ejecución de este tipo de pavimentos. No obstan-

tuosa con el medio ambiente porque su fuente de materias primas

te, es una barrera que se puede superar aunque no

es inagotable, minimizan el consumo de combustible de los vehí-

fácilmente.

culos y además de poder emplear materiales reciclados, pueden reciclarse. También necesitan menos excavación, por lo que se re-

Así, por ejemplo, podemos contar con el conoci-

duce el impacto ambiental de estas labores. Tienen larga duración,

miento experto de los pavimentos de hormigón que

mínimo mantenimiento, y no contaminan en ninguna de sus fases.

se están aplicando en otras infraestructuras, como pueden ser las aeroportuarias. Además, las experien-

Además, son los más duraderos ya que es la única solución con

cias internacionales que se están llevando a cabo

una vida de servicio de más de 30 años sin precisar rehabilitacio-

en Europa y Estados Unidos nos sirven de referente

nes estructurales ni renovaciones superficiales. El mantenimiento es prácticamente inexistente. Así, aunque lo habitual es establecer una vida útil de 30 a 40 años, hay pavimentos que tienen una vida de 60 años e incluso tenemos documentado algún pavimento excepcional con más de 100 años de vida que todavía sigue en servicio.

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"El coste integral de los proyectos inclina la balanza a favor de los pavimentos de hormigón"

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para crear las herramientas necesarias que formarán

realización de pavimentos de hormigón en todos los países del

a equipos especializados.

mundo.

"Necesitan una mínima conservación en un plazo de 30 a 40 años"

Además, nos gustaría compartir sinergias y experiencias con las grandes empresas constructoras españolas que realizan de manera habitual carreteras de hormigón en otras partes del mundo, aunque actualmente no lo hagan en nuestro país. Hay que facilitar que ese conocimiento que ya está presente en las empresas fluya.

¿Por qué se debe apostar por los pavimentos de hormigón,

Lo que es útil para construir en otras partes del mundo

frente a los realizados con mezclas bituminosas? ¿Qué ventajas

también lo es para España.

ofrecen?

Por último, es necesario preparar programas de for-

Hay toda una serie de ventajas y algunas de ellas ya las he comen-

mación específicos. Nuestra federación europea,

tado anteriormente, pero no quiero dejar de señalar que son la

EUPAVE, está haciendo un enorme esfuerzo en sin-

alternativa que mayor seguridad proporciona a los usuarios, dado

tetizar el conocimiento disponible y ponerlo a dis-

que poseen espléndidas características superficiales, además de

posición de todos los técnicos que puedan estar

que no arden ni desprenden sustancias tóxicas en caso de incen-

interesados, y entre ellos, los que pertenecen a las

dio, lo que los hace la solución más adecuada para los túneles.

empresas españolas. Dentro del modelo de producción sostenible por el que el GoEn este sentido un hito muy importante va a ser la cele-

bierno apuesta, los pavimentos de hormigón tendrán, sin duda,

bración del 11º Simposio Internacional de Pavimentos

un lugar relevante. Los componentes del hormigón constituyen

de Hormigón que tendrá lugar en Sevilla en octubre

el 95 % de la corteza terrestre y esto significa que para hacer

de 2010. Será una ocasión única para conocer cuáles

cemento y después hormigón tenemos recursos prácticamente

son las mejores prácticas y técnicas disponibles para la

ilimitados. Además, los pavimentos de hormigón son una solu-

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EN PORTADA ción que podemos reciclar, que es segura porque sus caracterís-

gadas. Además hoy podemos dar unas terminaciones

ticas se mantienen durante muchísimo tiempo y que minimiza

diferentes. Donde antes utilizábamos los tradicionales

los costes de transporte porque están elaborados con un mate-

ranurados, ahora podemos usar un abanico de termi-

rial con gran disponibilidad geográfica.

naciones con las que se pueden aportar las mismas características desde el punto de vista de la seguridad

Los productos convencionales, basados en el petróleo, tienen una

y de la evacuación del agua, pero que desde la pers-

vida comercial razonablemente limitada. Por otra parte, desde el

pectiva de la sonoridad y del confort significan gran-

punto de vista estratégico, la dependencia exclusiva de un pro-

des mejoras.

ducto no es buena, ni para el que lo compra ni para el que lo ofrece, ya que puede suponer un freno a los procesos de innovación.

El menor coste a largo plazo es una de las ventajas. ¿Han calculado económicamente cuánto se ahorra al

Aunque los pavimentos de hormigón son una solución barata en

construir carreteras de hormigón frente a las asfálti-

el largo plazo, ante una previsible subida del precio del petróleo,

cas? ¿Qué factores inciden en ese ahorro?

también será muy competitiva a corto plazo. Los modelos de cálculo existentes, que incluyen los costes de mantenimiento a largo plazo, obtienen ahorros muy significativos, en algunos casos superiores al 20 %, según la solución de pavimento que se adopte. Con estos datos todos los agentes implicados, que deben analizar tanto los requisitos iniciales de ejecución como los futuros, serán conscientes de que no se puede hipotecar el futuro con las necesidades de conservación. De igual forma que hemos detectado que tenemos que cambiar los mecanismos de financiación, también tendremos que modificar nuestra forma de construir.

Desde el Foro de Pavimentos de Hormigón ustedes dicen que las carreteras construidas con este material generan ahorro para los usuarios. ¿podría explicarnos cómo se produce?

Este es un tema muy importante que queremos valorar a Esta mejora de los pavimentos de hormigón ¿ha venido a través

nivel europeo. Los pavimentos de hormigón minimizan

de la innovación de los materiales, de la técnica o de una con-

el consumo de combustible de los vehículos pesados.

junción de ambos?

Existen investigaciones rigurosas, tanto de la Administración canadiense como norteamericana, que avalan

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La innovación se ha producido en todas las fases del proceso de

dicha afirmación. Los resultados permiten constatar que

construcción. En la ejecución, donde en lugar de extender una

se consume entre un 3 % y un 9 % menos de combus-

única capa con el espesor total del pavimento, mejoramos la re-

tible lo que representa, sin duda, un importante ahorro

gularidad del firme mediante la extensión de dos capas más del-

económico y de emisiones de CO2, lo que nos permitiría

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EN PORTADA

tener una nueva herramienta en la lucha contra el cam-

llevará un cierto tiempo, pero los resultados avalarán la solución

bio climático.

en hormigón.

Por otra parte, disminuyen la temperatura de los entornos urbanos por su menor absorción de calor, lo que se traduce, en épocas calurosas, en un ambiente más agradable y en una disminución de los costes de refri-

“No podemos hipotecar el futuro con las necesidades de conservación”

geración de los edificios. Los pavimentos de hormigón pueden ayudar a bajar la temperatura hasta dos grados

¿Tienen algún tipo de respuesta por parte de la Administración

en el centro de las ciudades.

sobre su apuesta por este tipo de pavimentos a corto plazo?

Además, al tener una superficie más clara, requieren

En España, la Administración siempre tiene en marcha proyectos

menos iluminación, con el consiguiente ahorro energé-

de pavimentos de hormigón, como el recientemente realizado

tico que ello supone.

con hormigón armado continuo en la Autovía del Mediterráneo en Adra (Almería). Además, actualmente hay otros proyectos en

Estos son argumentos que, desde el punto de vista de

Andalucía, Castilla y León, Galicia y la Comunidad Valenciana. Es

la sostenibilidad de las infraestructuras, las administra-

decir, hay todo un conjunto de actuaciones que se empiezan a

ciones públicas están empezando a tener en cuenta.

generalizar en nuestro país y que harán de los pavimentos de hormigón soluciones habituales.

Concienciar a la Administración

Estoy convencido de que dentro de

de todas estas ventajas es otro

unos años el propio mercado será

de los retos del Foro. ¿Cómo van

quien los demande intensamente.

a trabajar este punto?

No será necesario explicar todas las ventajas que ofrece, ni habrá que lu-

Es una de nuestras misiones dar

char para demostrar que los costes

a conocer las experiencias nacio-

son mucho menores a largo plazo

nales e internacionales y los pro-

porque además su ejecución llega-

cesos de innovación que se están

rá a ser también más económica.

llevando a cabo en la ejecución de pavimentos de hormigón. Las

A un año vista de celebrarse el Sim-

administraciones públicas en ge-

posio de Pavimentos de Hormigón,

neral son receptivas a la innovación, pero también son

¿cree que llegará a constituir un punto de inflexión para este

cautas a la hora de utilizar técnicas con las que no están

tipo de soluciones?

plenamente familiarizadas. La Administración Central y algunas Comunidades Autónomas están llevando a

Estamos convencidos de ello. Profesionales de todo el mundo

cabo proyectos de pavimentos de hormigón a través

van a presentar sus experiencias en este foro internacional que

de los cuales están comprobando que son una solución

pondrá de manifiesto las ventajas de los pavimentos de hor-

perfectamente razonable, que no presenta más riesgos

migón que ya vienen realizándose en muchos países. Será una

que ninguna otra y que, por lo tanto, se pueden aco-

oportunidad para conseguir que en España vuelvan a ser una

meter sin dificultades especiales. Se está produciendo

práctica habitual. Los pavimentos de hormigón vuelven para

un movimiento del escepticismo a la normalidad que

quedarse.

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REPORTAJES

TERREMOTO DE L'AQUILA

OBSERVACIONES SOBRE EL COMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL DE LOS EDIFICIOS Alex H. Barbat - Catedrático de Mecánica de Medios Continuos y Teoría de Estructuras de la Universidad Politécnica de Cataluña. Presidente de la Asociación Española de Ingeniería Sísmica (AEIS).

Álex Barbat participó en la única misión internacional que a tan sólo diez días del fatídico terremoto del 6 de abril, entre el 17 y el 24 de abril, tomó parte activa en la operación de evaluación de daños en los edificios de la zona afectada. La misión integrada por 8 especialistas europeos fue enviada por el Monitoring and Information Centre (MIC) de la Protección Civil Europea, en el marco del Mecanismo Europeo de Protección Civil, a petición de la Protección Civil de Italia. El resto de los cerca de setecientos expertos en la zona, organizados en equipos de 2 o tres personas, eran italianos. Ante las similitudes en el tipo de construcción italiana y española, ZUNCHO ha querido conocer las conclusiones de este experto de primera fila sobre los daños del sismo en los edificios de hormigón armado de L’Aquila. El artículo también incluye observaciones sobre el estado de los edificios monumentales de mampostería de piedra (iglesias, palacios, castillos) que se encuentran en el centro histórico de la ciudad y que pertenecen a su herencia cultural.

E

l 6 de abril de 2009 la región de Abruzzo,

histórico de la ciudad cuya construcción data de mediados del

situada en la parte central de los Apeninos,

siglo XIII.

fue sacudida por un terremoto de 5,8 grados de magnitud en la escala de Richter,

No es la primera vez que un terremoto sacude esta zona y produce

que tuvo consecuencias catastróficas sobre su capi-

grandes pérdidas. En los años 1462, 1703 y 1915 se registraron mo-

tal, L’Aquila, una pequeña ciudad de 73.000 habitan-

vimientos de magnitud similar al acaecido en el año 2009.

tes. Su emplazamiento, en el estrecho valle del río Aterno, se caracteriza por estar flanqueado por mon-

Como ya se ha comentado, la magnitud local (M1) del terremoto fue de

tañas de más de 2.000 m de altura y localizado sobre

5,8 que en términos de magnitud basada en el momento sísmico (Mw)

depósitos aluviales de aproximadamente 500 m de

supone 6,3 grados. El terremoto puede calificarse como superficial ya

profundidad sobre los que se levanta una pequeña

que la profundidad del foco se localiza a 8 km, cuyo epicentro se reco-

colina de conglomerado en la que se sitúa el centro

ge en la Figura 1 en la que también se han destacado en azul las dos

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REPORTAJES fallas que pudieron ser el origen del mismo, así como la aceleración horizontal de pico registrada en el momento del terremoto por los cuatro acelerógrafos situados en L'Aquila

la zona. Obsérvese, que la aceleración máxima de pico registrada en la ladera de la colina sobre la que se erige el centro histórico de L’Aquila es de 0,35 g.

La crisis sísmica del mes de abril no comenzó de repente. Ya el 1 de diciembre de 2008

Figura 1.- Zona de L’Aquila afectada por el terremoto.

se produjeron unos terremotos de magnitud entre 2 y 3 grados en la escala Richter y desde el 30 de marzo hasta el choque principal del día 6 de abril de 2009 se contabilizaron 23 terremotos de magnitud entre 4 y 5. Posteriormente, sucedió una secuencia de réplicas entre las cuales hubo dos eventos con la magnitud Mw mayor que 5.

El que la ciudad tuviese localidades cercanas y barrios construidos en zonas con diferente profundidad de la capa de se-

Figura 2.- Distribución de los daños sísmicos en los edificios en L’Aquila.

dimentos tuvo como resultado efectos locales de sitio muy pronunciados. Este hecho provocó

intensidad en la escala MCS de X, en la cercana localidad

que las intensidades macrosísmicas en la escala italiana Mercalli-

de Monticchio los daños estructurales fueron ligeros.

Cancani-Sieberg (MCS) de la zona afectada se encontraran en un amplio rango de valores, entre VI y X. Puede mencionarse que, ini-

El terremoto del 6 de abril de 2009 afectó a toda la

cialmente, la intensidad del terremoto había sido estimada entre

ciudad de L’Aquila y, sobre todo, a su centro histórico,

1

VIII y IX grados MCS . Es interesante señalar que mientras que en

como puede apreciarse en la Figura 2. Entre los efectos

la localidad de Onna, ubicada en el valle del río Aterno sobre un

más terribles del sismo se deben mencionar 305 muer-

depósito aluvial de 300 m, se produjeron enormes daños ante una

tos, aproximadamente 1.500 heridos, 15.000 edificios que han quedado no habitables y cerca de 80.000 per-

1 La escala italiana es similar a la escala macrosísmica europea EMS-98.

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sonas evacuadas temporalmente. A todo esto se deben

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REPORTAJES

añadir los enormes costes indirectos producidos por la interrupción de la actividad económica, sin pensar en las pérdidas de incalculable valor por los daños en numerosos edificios antiguos y monumentos que constituyen la herencia cultural de L’Aquila.

OBSERVACIONES SOBRE LAS ESTRUCTURAS DE HORMIGÓN ARMADO Y SU COMPORTAMIENTO SÍSMICO La mayoría de los edificios de hormigón armado de la zona se construyeron en diferentes épocas a lo largo de los últimos 60 años. Muchos de los edificios porticados existentes tienen forjados unidireccionales, formados por viguetas apoyadas sobre vigas de canto y elementos cerámicos similares a los utilizados en España (véase Figura 3.

la Figura 3). En otros casos, los edificios constan de losas de hormigón armado apoyadas sobre vigas de canto. Recientemente había empezado a utilizarse también el forjado unidireccional con vigas planas como las que se emplean en España (véase la Figura 4).

La vulnerabilidad sísmica y el comportamiento durante los sismos de los edificios de hormigón armado están influenciados de un modo determinante por:

• Los materiales de construcción utilizados. • Las normas de diseño. • Las prácticas de diseño y constructivas existentes en el período de construcción, que pueden conducir a defectos en el diseño conceptual de los edificios. Figura 4.

Es importante señalar que, en términos generales, se ha observado una mejora del comportamiento sísmico de los edificios de hormigón armado a medida que su fecha de construcción es más reciente. De este modo, las estructuras posteriores a 2003 se han comportado mejor que las construidas entre los años 1960 y 1970, o después de 1980.

Pero, sin duda alguna, la ubicación del edificio en la zona y, por tanto, los efectos locales del suelo, han influido mucho en el nivel de daño alcanzado en cada edificio.

Materiales de construcción Respecto a los materiales de construcción, hasta finales de los años 70 del siglo pasado se utilizaron de forma habitual armaduras lisas y horFigura 5.- Armaduras lisas y hormigón de baja calidad.

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migones de baja resistencia y escasa calidad, amasados in situ, lo que

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REPORTAJES se ha reflejado en los pórticos inspeccionados en los que se observan,

ras. En el caso analizado, los edificios porticados de hormi-

además, defectos de ejecución asociados a una escasa compactación

gón armado no tenían la armadura transversal adecuada

y a una insuficiencia en los recubrimientos de las armaduras (véase la

en los pilares (tanto en lo referente al diámetro como al es-

Figura 5).

paciamiento), por lo que no se aseguraba el confinamiento de los extremos de dichos elementos, tal como puede

Normas de diseño

verse en la Figura 6. Al mismo tiempo, en muchos casos las

En cuanto a las normas de diseño, hasta el año 2003, la acele-

vigas eran más fuertes que los pilares, con lo que el diseño

ración horizontal del diseño prevista en L’Aquila había sido de

estructural estaba realizado con base en pórticos con pilar

0,23 g (zona de clase 2) y de 0,25 g a partir de la nueva norma

débil y viga fuerte, contrariamente a los requisitos de las

adoptada ese mismo año. El terremoto de 6 de abril de 2009

normas actuales. Debido a este hecho, durante el sismo

tuvo una aceleración pico del suelo entre 0,35 g y 0,68 g, ante

las rótulas plásticas se han producido en los extremos de

la cual los edificios de hormigón armado necesitaban tener

pilar y no en los extremos de viga. Esta situación también

la ductilidad, rigidez y resistencia adecuadas para asegurar la

puede verse en la Figura 6 en un edificio de comienzos

condición de diseño de ‘no colapso’.

de los años 80 del siglo pasado. Aunque la mayoría de los edificios más recientes sufrieron únicamente daños no

Prácticas de diseño, de construcción y defectos en el diseño

estructurales deben señalarse también casos de edificios

conceptual

nuevos e, incluso en construcción, sin armadura transver-

Las prácticas de diseño y las prácticas constructivas utilizadas en

sal adecuada, es decir, con pilar débil y viga fuerte.

el caso de los edificios de hormigón armado de los años 60-80 del siglo pasado hicieron que muchos de ellos tuvieran un mal comportamiento sísmico y, como consecuencia, sufrieran daños extensivos llegando algunos de ellos incluso al colapso. Entre dichas prácticas pueden citarse: falta de confinamiento, presencia de nudos débiles, de plantas bajas blandas, de pilares cortos y elementos no estructurales no confinados.

La falta de confinamiento de los elementos estructurales tiene una

"Con el tiempo la vulnerabilidad de los edificios de hormigón armado ha bajado por el perfeccionamiento de la normativa sismorresistente"

influencia enorme sobre el comportamiento sísmico de las estructuEn muchos casos se identificaron también edificios porticados con nudos débiles, sin la armadura transversal necesaria para asegurar el confinamiento del propio nudo. Un ejemplo de nudo débil puede verse en la Figura 7. La Figura 8 muestra cómo en un nudo débil falta la armadura transversal.

Otro defecto de diseño conceptual relevante es la presencia de planta baja blanda o débil debido, habitualmente, a una mayor altura de la misma. Algunas veces, como consecuencia, se genera el fallo brusco, frágil sólo de la planta débil, tal como puede verse en la Figura 9. En Figura 6.- Falta de confinamiento en el pilar y viga más fuerte.

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otros casos se produce el colapso de toda la estructura.

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REPORTAJES

Durante el proceso de inspección y evaluación de edificios también se encontraron edificios con pilares cortos, algunos de ellos en construcción, que pudieron sufrir daños importantes o incluso fallar debido al excesivo esfuerzo cortante al que estaban sometidos. En la Figura 10 puede apreciarse una situación fortuita de varios pilares cortos en un edificio en construcción debido a la pendiente de la escalera. El caso de la Figura 11 es muy típico: un pilar muy corto debido a las necesidades de iluminación y ventilación mediante ventanas del aparcamiento subterráneo de un edificio.

Por último, en muchos casos de edificios de hormigón armado Figura 7.- Nudo débil.

cuya estructura no había sufrido daños o había tenido daños me-

Figura 10.- Pilar corto debido a la pendiente de una escalera.

Figura 8.- Falta de confinamiento de nudo.

Figura 9.- Fallo de una parte de un edificio por tener la planta baja débil.

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Figura 11.- Pilar corto debido a la ventana de un garaje subterráneo.

15


REPORTAJES nores, los elementos no estructurales (cerramientos y tabiques) sufrieron un daño casi completo. Dichos elementos, realizados habitualmente mediante ladrillos huecos, no estaban confinados por pórticos insuficientemente rígidos de hormigón armado. De hecho, los requisitos de las normas más antiguas no incluían el cumplimiento de esta condición. La norma italiana del año 1996 fijaba solamente límites de deformación lateral de los edificios a fin de limitar los daños no estructurales.

Así, se ve en la Figura 12 un edificio de este tipo con la estructura de hormigón armado intacta pero con los cerramientos muy dañados. Obsérvese también que en la misma figura el edificio de la derecha tiene un panel de mampostería a punto de volcar por falta de confinamiento. En comparación, la Figura 13 muestra el

Figura 12.- Edificio con los cerramientos no confinados y dañados.

caso de dos edificios con los paneles de mampostería confinados por los pórticos y sin daño visible.

Un aspecto importante que debe tenerse en cuenta en zonas sísmicas es asegurar juntas adecuadas entre los edificios colindantes para evitar el fenómeno de golpeteo, que puede producir enormes daños e, incluso, el colapso de los edificios. Se aprecia en la Figura 14 cómo el edificio más alto, de hormigón armado, ha sido dañado por el edificio de mampostería más bajo pero con mayor rigidez.

"La falta de confinamiento estructural y la presencia de nudos débiles provocan daños fatales ante un sismo"

Figura 13.- Edificio con los cerramientos confinados y sin daño.

Finalmente, es relevante el caso de un edificio con cuatro pisos, construido al comienzo de los años 80 del siglo pasado, que tiene pórticos solamente en la dirección corta, sin que presente vigas de canto en la otra dirección. Su planta baja fue dañada hasta tal punto que el edificio tuvo que ser declarado inhabitable y, probablemente, se decidirá su demolición. En ese sentido, atendiendo a la Figura 15 pueden valorarse los daños sufridos por la planta baja del mencionado edificio. El elemento horizontal que une los dos pilares no es una viga de hormigón armado sino un elemento arquitectónico de mampostería.

16

Figura 14.- Fenómeno de golpeteo.

· SEPTIEMBRE · Nº 21


REPORTAJES

terremoto de 1703 que generó unos efectos catastróficos en la ciudad. Muchos de los edificios de esta tipología, sin que estuviesen considerados monumentales, formaban parte del patrimonio cultural y han sido gravemente dañados.

Todas las iglesias de la ciudad han registrado importantes daños. Así, se han podido observar: colapsos totales o parciales de las cúpulas y de las bóvedas, grietas en el plano de los muros, vuelco incipiente fuera del plano de las fachadas y de los otros muros, grietas en las bóvedas, en los arcos, etc. Asimismo, se han encontrado arcos apoyados sobre columnas cuyos apoyos se han desplazado hacia fuera produciéndose de esta manera algunos moviFigura 15.- Edificios con pórtico sólo en dirección transversal.

mientos de las dovelas. Es importante mencionar que en muchas de las iglesias se habían llevado a cabo intervenciones en diferen-

ALGUNAS OBSERVACIONES SOBRE LOS

tes épocas, colocándose tirantes metálicos en las dos direcciones

EDIFICIOS DEL CENTRO HISTÓRICO

ortogonales a fin de limitar los movimientos fuera del plano del

En la zona central de L’Aquila empezaron a construir-

muro. En algunos casos este refuerzo dio buenos resultados.

se edificios de mampostería a partir del siglo XIII por lo que, obviamente, todos los edificios existentes de esta

Sin embargo, los refuerzos que se hicieron probablemente en los

tipología eran anteriores a las normas de diseño sismo-

años 60 del siglo pasado, mediante vigas perimetrales de hormi-

rresistente. Los edificios construidos en tiempos tan

gón armado incorporadas en la parte superior de los muros de

lejanos y que han llegado hasta nuestros días eran igle-

algunas iglesias, en un intento de limitar los movimientos fuera

sias y castillos que habían sido reparados, reforzados e

de plano de los muros, no resultaron efectivos. En la iglesia Santa

incluso parcialmente reconstruidos a lo largo del tiem-

Maria del Suffraggio, que sufrió daños muy severos (Figura 16), se

po. La mayoría de los edificios de viviendas, inclusive los

observó un intento de refuerzo de la cubierta de la cúpula me-

palacios, eran de mampostería de piedra con diferentes

diante una capa de hormigón débilmente armado con una malla.

calidades del material y de la mano de obra. Datan de

Esta solución incluso pudo ser perjudicial por el incremento de

los siglos XVIII al XX, es decir, de una época posterior al

masa en la parte superior de la estructura (véase la Figura 17).

Figura 16.- Santa Maria del Suffraggio.

· SEPTIEMBRE · Nº 21

Figura 17.- Refuerzo ineficaz de la cubierta de la cúpula.

17


REPORTAJES OBSERVACIONES SOBRE LA EVALUACIÓN DEL ESTADO

Si bien la experiencia del envío de una misión interna-

DE LOS EDIFICIOS

cional a la zona de L’Aquila por parte de la Protección

La gestión de la emergencia, a cargo de la Protección Civil

Civil Europea ha demostrado que en Europa existe un

Italiana (PCI), en el período de la visita tenía desple-

lenguaje común para la evaluación de los edificios dañados por terremotos, aún deben ha-

gados en la zona afectada por el terremo-

cerse esfuerzos hacia la armonización

to cerca de 12.000 personas. De ellas, aproximadamente 800 pertene-

de los formularios de evaluación

cían a la PCI y 2.300 eran bom-

empleados en los diferentes

beros; las demás personas

Estados Miembro. Es más,

formaban parte del ejér-

partiendo del comporta-

cito, guardias forestales,

miento sísmico real de los

policía, "guardia di finan-

edificios observado du-

za" y voluntarios, entre

rante el último terremoto,

otros. La PCI coordinaba

se debería promover la

toda la actividad, realizan-

mejora de los códigos de

do una gran labor. Entre las

diseño sismorresistente, de los códigos de proyecto de

importantes decisiones que

estructuras de hormigón armado,

tuvo que tomar figuró una, que

así como la actualización de los pará-

condicionó la actividad de todos los

metros nacionales de los Eurocódigos.

grupos desplegados en la zona, consistente en evacuar toda la población de la ciudad de L’Aquila y de otros pueblos afectados. Cerca de 80.000

CONCLUSIONES

personas tuvieron que ser realojadas en campamentos de

L’Aquila se ha convertido en una zona devastada por el

tiendas de campaña o en hoteles seguros fuera de la zona

efecto de un terremoto y en una gran escuela para los

del desastre, hasta la realización de la evaluación del estado

especialistas de la que podrán obtenerse unas muy bue-

de cada edificio.

nas enseñanzas para mejorar en lo posible los códigos de diseño, las prácticas constructivas y las concepciones

Afortunadamente, la PCI pudo desplegar personal cualificado

estructurales, lo que redundará en beneficios futuros

en la zona para realizar dicha evaluación con mucha rapidez.

y en una menor vulnerabilidad de los edificios ante si-

Entre los especialistas que aún hoy realizan la evaluación se

tuaciones similares que puedan producirse. De hecho,

encuentran ingenieros civiles y arquitectos de todas las regio-

el análisis efectuado en la zona pone de manifiesto que

nes de Italia, muchos con experiencia adquirida en anteriores

los edificios más modernos en los que se han aplicado

terremotos.

los conocimientos ya adquiridos han sufrido niveles de daño muy inferiores a edificios de épocas anteriores y,

Inicialmente, la PCI consideró que se tendrían que evaluar entre

sobre todo, en relación a los edificios históricos.

40.000 y 50.000 edificios, pero a finales del mes de junio se ha-

18

bían evaluado más de 61.000 edificios. Las evaluaciones se han

La tipología de las estructuras de hormigón existen-

efectuado mediante inspección visual y utilizando los formularios

tes en la zona es muy similar a la de las utilizadas en

de la Protección Civil de Italia, lo que ha permitido, de una forma

España, lo que incrementa aún más el interés por este

eficiente, la toma de decisiones urgentes sobre la habitabilidad a

suceso y las conclusiones que podamos extraer del

corto plazo de los edificios.

mismo.

· SEPTIEMBRE · Nº 21


REPORTAJES

"La tipología de las estructuras de hormigón existentes en la zona es muy similar a la de las utilizadas en España"

en algunos edificios de singular importancia, en los que no se ha

Los daños detectados en las estructuras de hormigón

como la de aquellos otros ingenieros y arquitectos procedentes

pueden achacarse, fundamentalmente, a las siguientes

de otras regiones italianas que con posterioridad se han incorpo-

causas: errores en el diseño conceptual de algunos edifi-

rado a los trabajos que se están efectuando en la zona. Nuestra

cios en los que se ha empleado el concepto de planta baja

enhorabuena y felicitaciones para todos ellos.

resuelto adecuadamente la situación ante un posible sismo.

La evaluación de más de 60.000 edificios y la coordinación de cerca de 12.000 personas desplegadas en la zona no habría sido posible sin la eficaz labor que ha llevado a cabo la Protección Civil Italiana conjuntamente con el cuerpo de bomberos, entre los que se encuentran numerosos expertos en catástrofes de este tipo, así

débil, o en los que se ha propiciado la existencia de pilares cortos; y defectos en la ejecución de las estructuras, tanto

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS:

en lo referente a la utilización de hormigones de escasa

1. Italy Earthquake 2009, Community Civil Protection Me-

calidad, como a la disposición de un armado insuficiente.

chanism Assessment Mission, Technical Report, April 2009.

Además, se ha podido comprobar el efecto que produce

http://www.ec.europa.eu/environment/civil/.

la falta de confinamiento en las fachadas no estructurales que han provocado su desplome o su inestabilidad con grave riesgo para los equipos de emergencia y los equipos de evaluación presentes en la zona.

2. Página web de la Protección Civil Italiana: http://www.protezionecivile.it/. 3. Página web del Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanología, INGV, Italia: http://www.ingv.it/. 4. Grünthal, G. (editor), European Macroseismic Scale 1998, Cen-

El patrimonio artístico de esta histórica ciudad ha que-

tre Européen de Géodynamique et Séismologie, Cahiers du

dado muy afectado en parte como consecuencia de las

Centre Européen de Géodynamique et de Séismologie, Volu-

actuaciones de rehabilitación y refuerzo llevadas a cabo

me 15. Luxemburg, 1998.

Revista trimestral

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· SEPTIEMBRE · Nº 21

19



REPORTAJES

APLICACIONES DEL CONFINAMIENTO DEL HORMIGÓN Ramón Vicente Fernández - Dr. Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos. Director de Edificación en la U.R. Centro de SGS TECNOS.

S

e dice que un hormigón está confinado

• Mediante armadura. Es el modo más habitual de lograr el

cuando la deformación en las dos direc-

confinamiento de un elemento de hormigón armado. Gene-

ciones perpendiculares al esfuerzo de

ralmente se emplean cercos.

compresión introducido está impedida.

En esas condiciones, el elemento está sometido a

• Con encamisados exteriores. Un método muy empleado en

un estado triaxial de carga que aumenta significa-

el refuerzo de estructuras es el encamisado exterior de pilares,

tivamente su capacidad mediante la mejora de dos

al objeto de provocar el confinamiento del hormigón y me-

de las propiedades que caracterizan mecánicamen-

jorar así sus características. Las tipologías más usadas son las

te un hormigón:

camisas de hormigón, las de chapa de acero y las de láminas o elementos tipo FRP.

• Incremento de la resistencia. El hormigón presenta una carga de rotura superior en los casos en los que se haya confinado.

• Incremento del valor de la deformación en rotura, es decir, el hormigón confinado es más dúctil.

Confinar el hormigón es una manera de lograr un material de mejores características. Se puede obtener tanto en el diseño inicial de la estructura como, posteriormente, mediante el diseño de refuerzos. En la práctica según las características de las estructuras existen diversas formas de confinar el hormigón. Las más habituales son las siguientes:

• Por medio de la propia geometría de la estructura, ya que otros elementos pueden coartar la libre expansión del hormigón en las direcciones perpendiculares al esfuerzo. Es el caso, por ejemplo de los nudos de las estructuras de pórticos en las que las vigas y forjados que acometen al nudo provocan el confinamiento.

· SEPTIEMBRE · Nº 21

Figura 1.- Pilar encamisado.

21


REPORTAJES las barras pandean y los ganchos de los cercos se abren.

Como principales características del hormigón confinado se pueden citar las siguientes:

• Incremento de la resistencia. El hormigón confinado presenta una carga máxima superior que el convencional.

• Incremento del valor de la deformación en rotura, es decir, el hormigón confinado es más dúctil. Ello se plasma en los diagramas tensión-

Figura 2.- Pilar zunchado con FRP.

deformación de este tipo de hormigones a través CARACTERÍSTICAS DEL HORMIGÓN CONFINADO

de una rama descendente con origen en el pun-

Como se ha indicado en la introducción del presente artículo,

to de tensión máxima y final en un punto de de-

un hormigón confinado es aquel en el que se induce un estado

formaciones mayor que la de los hormigones sin

triaxial de tensiones. Se consigue así una mejora en sus propieda-

confinar.

des mecánicas. Una primera aproximación a la resistencia máxima de El ensayo de piezas de hormigón confinado muestra las dife-

los hormigones confinados se puede obtener plan-

rencias en el mecanismo de rotura. Ante los aumentos de carga

teando el equilibrio que se presenta en un pilar, igua-

axial aparecen fisuras longitudinales, paralelas a la armadura

lando los valores de la máxima tracción en los cercos

principal. En consecuencia, cuando está a punto de producirse

con el valor de la tensión de confinamiento:

la plastificación del acero se desprende el hormigón del recubrimiento en las esquinas. La rotura de la pieza ocurre cuando

2 · Asw · ƒyd = b · st · σcd,c

σ

Tensión

Hormigón confinado

Hormigón sin confinar

Deformación

ε

Figura 3.- Diagrama tensión-deformación del hormigón confinado y sin confinar.

22

· SEPTIEMBRE · Nº 21


REPORTAJES

donde: 2 · Asw · ƒyd σcd.c = ––––––––––– b · st

"El hormigón confinado mejora su resistencia y ductilidad" Para mejorar las expresiones anteriores es necesaria la introduc-

σcd es la tensión de confinamiento del hormigón.

ción de coeficientes reductores que consideren el porcentaje de

Asw es la sección transversal de los cercos.

hormigón realmente confinado, que será función de la configu-

fyd es el límite elástico de cálculo del acero.

ración del armado longitudinal y de los cercos, así como de su

b es la longitud de los cercos.

separación. Para ello puede aceptarse que la separación entre el

st es la separación entre cercos.

hormigón confinado y sin confinar sea definida por unas curvas parábolicas.

Introduciendo el concepto de cuantía mecánica volumétrica de armadura transversal, ww, definida por la

La expresión anterior se transformaría en:

siguiente expresión: Volumen armadura transversal · ƒyd ww = –––––––––––––––––––––––––––––––––– Volumen de hormigón · ƒcd

σcd,c ––––– = 0,50 · αe · αs · ww ƒcd donde los coeficientes αe y αs reducen el efecto del confina-

y sustituyendo en la expresión anterior de la tensión de

miento. Su valor depende de la configuración de armado del

confinamiento, se obtiene la expresión:

pilar.

σcd,c ––––– = 0,50 · ww ƒcd

MODELOS DE CÁLCULO Además del método analítico existen muchas otras expresiones

El profesor J. Calavera [1], tras realizar el cálculo anterior

para caracterizar hormigones confinados. Casi todos ellos se ba-

para diversas geometrías de pilar y configuraciones de

san en los resultados de campañas experimentales con las cuales

armadura, obtiene que esta expresión proporciona una

se trata de hallar expresiones que se ajusten a los resultados ob-

aceptable aproximación al valor de la tensión de confi-

tenidos.

namiento en todos los casos analizados. El efecto del confinamiento en el hormigón es conocido desde Sin embargo, la expresión anterior no es lo suficien-

hace bastante tiempo y las primeras propuestas de modelos teó-

temente precisa para el caso de confinamientos me-

ricos para calcular sus efectos son también antiguas. Carlos Aire

diante armadura transversal, ya que ésta no propor-

menciona en su tesis doctoral [4] estudios al respecto de 1928. Sin

ciona un confinamiento uniforme en todo el volumen

embargo, es en los últimos años cuando se han publicado más

de hormigón que queda en su interior. El efecto se

investigaciones sobre el tema.

produce por la discontinuidad del armado. En el plano transversal la separación entre barras atadas por cer-

El principal factor que debe tenerse en cuenta a la hora de selec-

cos deja zonas sin confinar. En el plano longitudinal,

cionar uno de los métodos es el de la coincidencia entre los mo-

la separación de barras transversales también reduce

dos de confinamiento que se consideraron en la investigación y

la sección confinada. El caso que hemos analizado y

los del caso en concreto que se pretende estudiar. De ese modo se

las expresiones obtenidas serían válidas para el caso

logra un ajuste aceptable entre la previsión de diagramas tensión-

de un encamisado mediante tubo circular concéntri-

deformación del modelo teórico y el que se podría obtener en

co, que confine de modo uniforme toda la sección de

ensayos de laboratorio. A continuación se resumen las propuestas

hormigón.

efectuadas por algunos investigadores.

· SEPTIEMBRE · Nº 21

23


REPORTAJES Sheikh y Uzumeri [8] plantearon un modelo que tiene en cuenta

senta una rama final horizontal con una tensión igual al

el mencionado hecho de que el volumen de hormigón efectiva-

30 % de la máxima.

mente confinado está determinado por la configuración del ar-

σcd,c · x · n para σ ≤ σcd,c σ = ––––––––– n - 1 + xn

mado de la pieza.

σ = σcd,c - Edesc (εc - εc2) ≥ 0,3 · σcd,c

σ = σcd,c (2x - x2) para σ ≤ σcd,c donde: σ = σcd,c [1 - Zm (εc - εcc)] ≤ 0,2 · σcd,c donde:

0,5 Zm = –––––––––––––––––––––––––––––––––– 3 3 + 0,29 · ƒcd bc + ––– ρsh ––– - εcc ––––––––––––––– 145 · ƒcd - 1.000 4 s

2 4 · ƒco Edesc = –––––––––– ke · ρsh · ƒyh

Como se ha dicho anteriormente, el nivel de ajuste de cada uno de los modelos expuestos es máximo para casos parecidos a los de los ensayos que han motivado

Posteriormente, Sheikh y Yeh [11] propusieron otro modelo que

cada una de las formulaciones. Por eso es conveniente

contemplaba los efectos de una carga excéntrica.

conocer las particularidades de cada uno y poder elegir el más adecuado.

Mander et al. [9] presentaron una formulación que tiene en cuenta las propiedades multiaxiales del hormigón. A diferen-

Como característica común a todos ellos, la rama as-

cia de los anteriores, que proponen distintas expresiones para

cendente suele presentar un buen ajuste. En realidad,

las ramas ascendente y descendente del diagrama tensión-

dicha parte del diagrama tensión-deformación tiene

deformación, formulan el comportamiento del hormigón en

una baja dependencia del nivel de confinamiento.

una sola expresión. El efecto de la configuración del armado lo consideran a través de la tensión efectiva de confinamiento lateral σcd,c · m · r σ = ––––––––– r - 1 + mr Saatcioglu y Razvi [10] transformaron la propuesta anterior convirtiendo los confinamientos parciales que proporcionan los armados reales en confinamientos constantes equivalentes. 1 –––––

σ = σcd,c (2x - x2) +2k para σ ≤ σcd,c σ = σcd,c - Z(εc - εc2) ≥ 0,3 · σcd,c donde:

0,5 Z = –––––––––––– 3 bc ––– ρsh ––– 4 s

Bousalem y Chikh [12] presentaron un nuevo modelo en el que emplean las fórmulas anteriores junto con la hipótesis de que la rotura en piezas de hormigón confinado se produce cuando fallan los ganchos de los cercos. Su diagrama tensión-deformación pre-

24

· SEPTIEMBRE · Nº 21


REPORTAJES

La razón es que en los casos analizados el confina-

EFECTO DEL CONFINAMIENTO EN LOS HORMIGONES DE

miento lo proporciona la tensión en los cercos que

ALTA RESISTENCIA

constituyen el armado transversal y no alcanza va-

El uso de los hormigones de alta resistencia en la construcción

lores significativos hasta que la carga presenta un

es cada vez mayor, por lo que es importante conocer los efectos

valor elevado. Dicho de otro modo, en los niveles de

del confinamiento en el caso de que sean distintos a los de los

tensión presentes en la rama ascendente del diagra-

hormigones de resistencias convencionales. La duda al respecto

ma tensión-deformación, la tensión en los cercos es

es razonable, ya que presentan características diferentes. Parte de

muy baja como para provocar confinamiento en el

los cambios introducidos en la Instrucción EHE-08 obedecen a la

hormigón.

inclusión de las fórmulas correspondientes a los hormigones de alta resistencia.

MODELOS DE CÁLCULO EN LA NORMATIVA ESPAÑOLA Y EUROPEA

Una de las características de este tipo de hormigones es su

Los modelos de cálculo que proponen las normas son mu-

menor ductilidad, es decir, su menor alargamiento en rotu-

cho más simples que cualquiera de las que hemos analiza-

ra. Este inconveniente es especialmente relevante en zonas

do hasta ahora. Así, la reciente Instrucción del Hormigón

de alta sismicidad. El confinamiento del hormigón aumenta,

Estructural EHE-08 incluye la siguiente fórmula para evaluar

como ya hemos visto, la ductilidad. Cuantificar en qué ma-

el efecto del confinamiento:

nera lo logra en el caso de hormigones de alta resistencia es importante. Serna Ros el al. [13] publicaron en 2003 un artí-

ƒck,c = ƒck(1 + 1,5 · αe · αs · ww)

culo al respecto en el que mostraban los resultados de una campaña experimental al efecto, al tiempo que proponían un

y como valor del axil último debe tomarse el siguiente:

conjunto de fórmulas para caracterizar el diagrama tensióndeformación.

Nu = max {Ac · ƒcd + As · ƒyd ; Acn · ƒcd,c + As · ƒyd}

"El hormigón se confina mediante armaduras transversales, cercos o encamisados exteriores"

donde:

Ac es la sección neta de hormigón. Acn es la sección del nucleo confinado de hormigón. ƒcd,c es la resistencia de cálculo del hormigón confinado.

Las principales conclusiones del estudio mencionado son las siPor su parte, el Eurocódigo 2 propone la expresión del

guientes:

Código Modelo: σck,c ƒck,c = ƒck 1 + 5 –––– para σck,c ≤ 0,05 · ƒck ƒck σck,c ƒck,c = ƒck 1,125 + 2,5 –––– para σck,c ≤ 0,05 · ƒck ƒck

• La ductilidad de un hormigón se reduce a medida que aumenta su tensión máxima.

• El confinamiento de los hormigones de alta resistencia incrementa el valor de su tensión máxima y el valor de la defor-

Al igual que ocurre con la Instrucción EHE-08, debe ha-

mación bajo carga máxima. Aparte de ello, el confinamiento

cerse la siguiente comprobación:

achata el pico del diagrama tensión-deformación, reduciendo la pendiente de la rama descendente del mismo o, lo que es

Nu = max {Ac · ƒcd + As · ƒyd ; Acn · ƒcd,c + As · ƒyd}

· SEPTIEMBRE · Nº 21

lo mismo, aumentando la ductilidad.

25


REPORTAJES • Para que los cercos sean efectivos confinando el hormigón, la

yor que en hormigones de altas capacidades. Puesto

separación entre ellos debe ser menor que el diámetro de la

que la necesidad de refuerzo de pilares se presenta

probeta.

normalmente bien en estructuras antiguas, bien en casos en los que la resistencia del hormigón es me-

• El modelo propuesto por el Código Modelo [14] para carac-

nor de la esperada, estaremos normalmente en casos

terizar el efecto del confinamiento es conservador, tanto en

de hormigones de resistencias a compresión bajas

lo que respecta a la tensión máxima como en la deformación

en las que el confinamiento es más efectivo. En este

que se produce en ese momento. Predice con buena precisión

sentido, la realización de recubrimientos exteriores

la deformación para tensiones iguales al 85 % de la máxima,

que induzcan estados triaxiales de solicitación supo-

por lo que se puede estimar bien el aumento de la ductilidad

ne un método eficaz de refuerzo y de bajo coste.

con el confinamiento. Entre los procedimientos para realizar en la práctica ese APLICACIONES PRÁCTICAS

confinamiento están los encamisados metálicos, los de po-

El hecho de que confinar un hormigón suponga lograr un aumen-

límeros reforzados con fibras o la realización de un nuevo

to de su resistencia y de su ductilidad, abre varias posibilidades de

pilar concéntrico con hormigones de altas prestaciones.

aplicación práctica en el diseño de estructuras de hormigón, de las cuales se citan a continuación algunas.

Diseño de estructuras de alta ductilidad Si bien la ductilidad de las estructuras es una cualidad

Refuerzo de pilares

deseable en cualquier caso, hay situaciones en las que es

Como ha quedado ya establecido, el confinamiento del hormigón

especialmente importante. Es el caso, por ejemplo de las

logra fundamentalmente un aumento de la resistencia a compresión.

estructuras situadas en zonas de elevada sismicidad. Las

Puesto que los pilares de edificación están fundamentalmente some-

graves consecuencias que tiene el colapso de una estruc-

tidos a compresiones, el confinamiento mejora su comportamiento.

tura durante un terremoto, han motivado la inclusión en las normas de prescripciones que garanticen altas ductili-

26

Otro factor a tener en cuenta es que en los hormigones de

dades en las estructuras, es decir, que tengan una elevada

bajas o medias resistencias el efecto del confinamiento es ma-

capacidad de absorber energía mediante su deformación.

· SEPTIEMBRE · Nº 21


REPORTAJES

El procedimiento que se sigue en todos los casos

2. En zonas de pilar situadas a distancias de un nudo menores que

es el de imponer elevadas cuantías de armadura

la mayor dimensión transversal del pilar, las distancias anteriores

transversal en determinadas posiciones de las pie-

deben multiplicarse por 0,60.

zas, aquellas que están sometidas a los esfuerzos mayores, logrando así que en determinadas zonas el

3. En zonas de solape de barras longitudinales de diámetro su-

hormigón se encuentre confinado. En concreto, en

perior a 14 mm, las distancias establecidas en el punto 1 de-

el caso de pilares, las zonas en las que se solicitan las

ben multiplicarse por 0,60, colocándose un mínimo de tres

mayores cuantías de armado transversal se sitúan en

cercos equidistantes a lo largo de la zona de solape.

sus zonas extremas. 4. Cada barra debe quedar arriostrada en dos sentidos por ramas La Instrucción EHE-08 establece las siguientes prescrip-

de cerco que formen entre si un ángulo máximo de 135º.

ciones para garantizar el confinamiento: 5. Cuando existan barras longitudinales separadas menos de 1. La separación máxima entre armaduras longitudinales será de 300 mm. En pilares circulares, el nú-

15 cm, se permite arriostrar con cercos alternativamente una de cada dos barras consecutivas.

mero mínimo de barras será de 6.

2. La separación mínima entre cercos será el máximo de los siguientes: a. 15 veces el diámetro de la barra longitudinal

"El confinamiento está especialmente indicado en zonas de elevada sismicidad"

más pequeña. b. 30 cm.

La norma estadounidense ACI 318 incluye en su capítulo 21 con-

c. La menor dimensión transversal de la pieza.

diciones a aplicar en estructuras a construir en zonas sísmicas, más restrictivas que las vistas hasta ahora. Algunas de ellas, citadas a

3. El diámetro mínimo de los cercos será mayor que 6 mm ó que un cuarto de la barra longitudinal

modo de ejemplo, son las siguientes (cada una es aplicable en determinados tipos de estructura y zona sísmica):

mayor. El resultado de esta prescripción puede reducirse en la misma proporción en la que se re-

1. La zona en la que se incrementa la armadura transversal no se limi-

duzca la separación entre cercos con respecto a lo

ta a los extremos de los elementos, sino que se establece también

indicado en 2.

para cualquiera en la que se puedan producir plastificaciones por flexión debidas a desplazamientos laterales inelásticos del pórtico.

El Eurocódigo 2 establece condiciones adicionales para las zonas más solicitadas. Se enumeran a continuación algunas de ellas:

1. La separación mínima entre cercos será el máximo de los siguientes: a. 20 veces el diámetro de la barra longitudinal

2. El primer cerco debe disponerse a menos de 50 mm de la cara del nudo.

3. Se definen los ganchos sísmicos a emplear, que se caracterizan por dos prolongaciones rectas en los extremos de no menos de seis veces el diámetro del cerco o 75 mm.

más pequeña. b. 40 cm. c. La menor dimensión transversal de la pieza.

· SEPTIEMBRE · Nº 21

4. Si el espesor de hormigón en el exterior del núcleo confinado es mayor de 10 cm, se dispondrán cercos adicionales con una

27


REPORTAJES separación menor de 30 cm y de manera que el recubrimien-

Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Ca-

to de hormigón exterior a los mismos sea menor de 10 cm.

minos, Canales y Puertos de Barcelona, 2002, pp. 122-123.

CONCLUSIONES Se dice que un hormigón está confinado cuando las deforma-

[5] ESPECHE, A., “Refuerzo de Pilares con Encamisado

ciones en las dos direcciones perpendiculares a un esfuerzo

de Hormigón Solicitados a Axil Centrado”. Grupo

de compresión están impedidas. En esas condiciones, tanto la

Hormigón Estructural. Universidad Politécnica de

tensión de rotura como la ductilidad del hormigón aumentan,

Madrid, 2007.

por lo que el confinamiento se revela como un buen procedimiento para mejorar las características mecánicas del material.

[6] VIELMA J.C., BARBAT A.H. y OLLER S. “Confinamien-

En el presente artículo se han repasado algunos de los mode-

to y Ductilidad de los Edificios de Hormigón Arma-

los que se han propuesto para modelizar los efectos del con-

do” Monografías ARCER, Nº 5, Madrid, 2007.

finamiento. [7] NCSE-2002, “Normativa de construcción SismorreSe pueden aprovechar las ventajas de confinar el hormigón tanto

sistente”. BOE Nº 244. Madrid, 2002.

en el diseño de estructuras nuevas como en el refuerzo de las ya existentes. El medio más habitual de realizarlo en la práctica es

[8] SHEIKH S.A., UZUMERI S.M, “Analytical model for

a través de la disposición de armadura transversal. En el caso de

concrete confinement in tied columns”. J. Struct. Div.

actuaciones sobre estructuras existentes, también es frecuente el

108, 1982.

encamisado con elementos metálicos o láminas tipo FRP. [9] MANDER J.B., PRIESTLEY M.J.N., PARK R. “Theoretical Como se ha visto, las principales aplicaciones prácticas del con-

stress–strain model for confined concrete”. J. Struct.

finamiento del hormigón son el refuerzo de pilares y el diseño

Eng. 114, 1988.

de estructuras de alta ductilidad. Por ello, para facilitar su conocimiento, se ha realizado un análisis de ambas y un resumen de

[10] SAATCIOGLU M., RAZVI S.R. “Strength and ductility

las prescripciones que las normas de hormigón armado incluyen

of confined concrete”. J. Struct. Eng. 118, 1992.

al respecto. [11] SHEIKH S.A., YEH C.C. “Flexural behaviour of confiBIBLIOGRAFÍA

ned concrete columns”. ACI Journal, 1982.

[1] CALAVERA J. “Confinamiento del hormigón y su aplicación al cálculo de pilares zunchados”. Cuadernos INTEMAC nº 67.

[12] BOUSALEM, B.; CHIKH, N. “Development of a confined model for rectangular ordinary reinforced con-

[2] RUA E. “Estudio de Refuerzo de Pilares de Hormigón Armado”.

crete columns”. Materials and structures, 2007.

Tesis doctoral, Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos de Madrid, 1977, pp. 82-83.

[13] SERNA ROS, P.; YAAZAR S.A.; COCA CALVO, A. “Influence of confinement on high strength concrete

[3] MIER, J.V. “Strain softening of concrete under multiaxialloading

behaviour”. Materials and structures, 2003.

conditions”. Tesis doctoral. Universidad de Eindoven, 1984. [14] “High performance concrete. Recommended exten[4] AIRE C. “Estudio Experimental del Comportamiento del Hormigón Confinado Sometido a Compresión”. Tesis doctoral,

28

sions to the Model Code 90 Research needs”. Bulletin d’information CEB nº 228, 1995.

· SEPTIEMBRE · Nº 21


REPORTAJES

DETERMINACIÓN ANALÍTICA DE LAS LONGITUDES DE ANCLAJE Y SOLAPE SEGÚN LA INSTRUCCIÓN EHE-08 Manuel Jesús Carretero Ayuso - Arquitecto Técnico. Presidente de la Comisión de Formación y Cultura y Vocal de la Junta de Gobierno del Colegio Oficial de Aparejadores y Arquitectos Técnicos de Badajoz.

U

no de los principios básicos en los que se

• Elaborar una herramienta didáctica para los estudiantes

basa el funcionamiento de las estructuras

de arquitectura, arquitectura técnica e ingenierías que les

de hormigón armado es la adherencia

ayude a evaluar los distintos parámetros que intervienen

existente entre los dos materiales que las

en el fenómeno de la adherencia y el resultado final de

componen: el hormigón y el acero. Su conocimiento

todo ello.

permite establecer la longitud necesaria para que una barra de acero transmita las tensiones a las que está

• Proporcionar a los autores de proyectos y/o calculistas unas

sometida al hormigón, sin que se produzca su arran-

tablas para su inclusión directa en los planos de cimentación

camiento, o a otra barra con la que se solapa y trabaja

y estructura.

conjuntamente. • Proporcionar unos datos concretos a los distintos técnicos El conocimiento de los mecanismos de adherencia ha

con responsabilidad en el control de ejecución que no han

ido evolucionando con el tiempo y se ha ido perfeccio-

podido profundizar en este tema.

nando. Quizás esto pueda explicar la razón de la existencia de discrepancias entre los valores indicados por la normativa, los prescritos por los proyectistas o los uti-

• Entregar unas tablas de consulta a los operarios de ferralla que faciliten su trabajo.

lizados en la práctica constructiva cuando no se tienen los valores de cálculo necesarios.

• “Deshabilitar” la conocida regla de considerar que el solape se calcula multiplicando el valor del diámetro de la barra por 40,

Disponer de una herramienta sencilla puede facilitar la

independientemente de su posición y forma de trabajo.

labor de los agentes que intervienen en la construcción de estructuras de hormigón, razón por la que en este

El método de cálculo que figura tanto en la actual Instrucción

artículo se recopilan unas sencillas tablas en las que se

de Hormigón Estructural (EHE-08) como en sus ediciones ante-

indican las longitudes de anclaje y solapo de las barras

riores, redactadas por la Comisión Permanente del Hormigón,

de acero corrugado de acuerdo con los criterios marca-

tiene una cantidad de variables importante. De este modo, para

dos por la vigente Instrucción de Hormigón Estructural

realizar el cálculo hay que tener primero claro la diferencia entre

(EHE-08) para aceros en posesión de un certificado de

un anclaje y un solape, además de conocer cuando una barra

homologación de adherencia. Con ello se busca alcan-

está en posición I, de buena adherencia, o cuando en posición II,

zar los siguientes objetivos:

de adherencia deficiente.

· SEPTIEMBRE · Nº 21

29


REPORTAJES Aunque estos conceptos corresponden a nociones básicas so-

• Posición II: las armaduras que durante el hormi-

bre el hormigón armado nunca está de más el volver a repe-

gonado no se encuentren en ninguno de los casos

tirlos y a recordarlos, dada la relevancia que tienen en el com-

anteriores.

portamiento final de la estructura y la utilidad didáctica que suponen para estudiantes y técnicos que inicien su andadura

El concepto de anclaje podría ser definido como

profesional.

aquella longitud de barra que permite que quede asegurada la transmisión de esfuerzos entre ésta y la

En primer lugar hay que conocer las condiciones de adheren-

masa de hormigón circundante para impedir el fallo o

cia entre la barra de acero y el hormigón. Estas condiciones

deslizamiento relativo entre los dos materiales.

vendrán determinadas por la posición de la barra dentro del elemento y, sobre todo, con relación a la dirección según la cual se

Por su parte, el solape sería aquella longitud de empal-

efectúe el hormigonado. En el caso de una barra horizontal se

me entre barras que permite que quede asegurada la

pueden producir peores condiciones de adherencia sobre todo

transmisión de fuerzas entre ellas sin que se produzcan

en la parte inferior de la misma si se produce un cierto asenta-

daños en el hormigón circundante.

miento del hormigón. La posibilidad de que se formen “huecos” bajo la barra aumenta a medida que está más cercana a la su-

Por lo tanto, si se quisiera anclar una barra por prolon-

perficie de la pieza, o de la tongada de hormigonado, por dos

gación recta en el hormigón, la longitud necesaria sería

sencillas razones: hay menos peso de hormigón sobre la barra

aquella que igualase la tensión a la que está sometida

y hay más peligro de que se produzca un asentamiento plástico

la barra con la tensión de adherencia entre ésta y el

del hormigón.

hormigón. Suponiendo que la tensión de adherencia es constante a lo largo de toda la longitud de la barra, tendríamos:

Por ello, la Instrucción introduce el concepto de ‘posición’ de la barra de acero dentro de la pieza de hormigón armado, distin-

πф2 ––––– ƒyd = lbπфτbd 4

guiendo el caso de buenas condiciones de adherencia (posición I) y condiciones de adherencia deficientes (posición II):

Por lo tanto la longitud resultante, lb, sería igual a: • Posición I: armaduras que durante el hormigonado formen

фƒyd lb = ––––– 4τbd

con la horizontal un ángulo comprendido entre 45º y 90º o que, en el caso de formar un ángulo inferior a 45º, estén situadas en la mitad inferior de la sección o a una distancia

Siendo:

igual o mayor a 30 cm de la cara superior de una capa de hormigonado.

lb

la longitud básica de anclaje, en mm.

ƒyd el valor de cálculo del límite elástico del

)

0º - 45º Posición I

τbd el valor de cálculo de la tensión de adherenCanto h

0º - 45º

45º - 90º

1/2 h ó 30

acero, en N/mm2. Posición II

cia entre el acero y el hormigón, en N/mm2. Ø el diámetro nominal de la barra, en mm.

Ahora bien, aunque la cuestión parece sencilla no lo es tanto, puesto que la tensión de adherencia de-

Figura 1.

30

pende de numerosos factores como, por ejemplo:

· SEPTIEMBRE · Nº 21


REPORTAJES

Tabla 1.

Barras en Posición I

ƒyk lbl = m Ø2 ≥ –––– Ø 20

Barras en Posición II

ƒyk lbl = 1,4 m Ø2 ≥ –––– Ø 14

Longitud neta de anclaje As lbl neta = lb β ––––– As,real β = factor de reducción

Tabla 2.

Valor del coeficiente m Resistencia característica del hormigón (N/mm2)

B 400 S B 400 SD

B 500 S B 500 SD

25

1,2

1,5

30

1,0

1,3

35

0,9

1,2

40

0,8

1,1

45

0,7

1,0

≥ 50

0,7

1,0

el diámetro de la armadura, las características resistentes del

Por esta razón, entre finales de los años 70 y principios de los

hormigón, la geometría del corrugado, la longitud y forma

años 80 se efectuaron unos intensos e importantes ensayos

del anclaje, etc.

experimentales en España por parte del Instituto Eduardo Torroja sobre las condiciones de adherencia de las barras corrugadas obteniéndose unas sencillas relaciones para calcular las longitudes de anclaje de las armaduras, que se recogen en la Tabla 1. El coeficiente “m” que en ellas aparece es precisamente uno de los resultados experimentales obtenidos, razón por la que este procedimiento está limitado, exclusivamente, para aquellos aceros que poseen un certificado de homologación de adherencia. Esto implica que han sido sometidos a unas condiciones de ensayo similares a las efectuadas en su momento y cumplen con unos determinados valores de las tensiones de adherencia.

Como puede verse, estas expresiones tienen en cuenta la posición de la barra dentro de la masa del hormigón, el diámetro de la armadura y tiene además una limitación inferior en función del límite elástico garantizado del acero, fyk, y del diámetro de la armadura.

Por lo tanto, para comprobar en obra que las longitudes dispuestas son las correctas hay que comprobar que el acero suministrado está en posesión de un certificado de homologación de adhe-

· SEPTIEMBRE · Nº 21

31


REPORTAJES Tabla 3.- Características de las corrugas en barras corrugadas.

CARA

B 400 S

B 400 SD

B 500 S

B 500 SD

De lectura

Paralelas

Paralelas

Paralelas

Convergentes-divergentes

Posterior

Paralelas

Paralelas

Convergentes-divergentes

Convergentes-divergentes

Separación corrugas (entre caras)

Distinta

Igual

Ángulos diferentes

Iguales

Tabla 4.- Identificación gráfica de las barras corrugadas.

TIPO

SOLDABLE (S)

SOLDABLE-DÚCTIL (SD)

400 N/mm2

500 N/mm2

rencia, que la geometría de sus corrugas cumple las condiciones

transversal soldada su anclaje es efectivo tanto a trac-

indicadas en el mencionado certificado, así como el valor del lími-

ción como a compresión.

te elástico del acero. Este último puede verificarse visualmente de acuerdo con la disposición de las corrugas, tal y como se recoge

Es importante destacar que la efectividad de un ancla-

en las Tablas 3 y 4; la primera de ellas con las características de

je tipo patilla o gancho depende en gran medida del

inclinación de las corrugas de las barras y la segunda con la iden-

espesor de recubrimiento en esa zona. Si éste es redu-

tificación gráfica de las mismas.

cido, inferior a 3 diámetros, existe el riesgo de que las tensiones que se producen en esa zona produzcan un

Atendiendo a los resultados que arroja la fórmula expresada en la

desprendimiento del hormigón, con lo que se perderá

Tabla 1, se puede comprobar que en la posición II se obtiene un

la eficacia del anclaje.

valor mayor al estar penalizada con un 40 % y dividida por 14, en

Tabla 5.- Valores de β.

lugar de por 20, como en la posición I. Hay que tener en cuenta, además, que en cualquiera de dichas posiciones la longitud resultante debe incrementarse en 10 diámetros en el caso de que puedan existir efectos dinámicos, tal y como establece la EHE-08 en su artículo 69.5.1.1.

TIPO DE ANCLAJE

TRACCIÓN

COMPRESIÓN

Prolongación recta

1

1

Patilla, gancho y gancho en U

0,7

1

Barra transversal soldada

0,7

0,7

El anclaje extremo de la barra se puede mejorar empleando una patilla, un gancho, una barra transversal soldada, etc. Por ello, la

32

Instrucción permite reducir la longitud anterior, correspondiente

Por último, la longitud de anclaje se puede reducir en

al caso de prolongación recta, mediante la utilización de un co-

función de la tensión de trabajo de las armaduras. Si la

eficiente β cuyos valores se recogen en la Tabla 5. Se comprende

armadura dispuesta fuese la estrictamente resultante del

de una forma sencilla e intuitiva que un gancho o una patilla son

cálculo su tensión sería igual a ƒyd y necesitaríamos toda

efectivos a tracción, y por tanto se permite una reducción de la

la longitud de anclaje. Pero en la práctica la cantidad de

longitud de anclaje de un 30 %, mientras que no tienen ningún

armadura dispuesta es algo superior a la estricta, por lo

efecto si la barra trabaja a compresión. En el caso de una barra

que la tensión de trabajo de la armadura, σsd, es inferior y

· SEPTIEMBRE · Nº 21


REPORTAJES

Ø

Øt </ 0,6 Ø

TIPOS NORMALIZADOS DE ANCLAJES

lb, neta

</ 5 Ø lb, neta

PROLONGACIÓN RECTA

BARRA TRANSVERSAL SOLDADA

</ 5 Ø

lb, neta PATILLA

lb, neta

lb, neta

GANCHO

GANCHO EN U

Figura 2.

por tanto la longitud necesaria para anclarse también lo

tud de su adherencia con el hormigón que las rodea. Para que el

es. Por dicha razón, la Instrucción permite una reducción

sistema sea efectivo las barras deben estar lo más próximas entre sí

por armadura superabundante que será igual a la relación

y nunca a una distancia superior a 4 diámetros, tal y como indica la

existente entre la sección de armadura necesaria por cál-

Instrucción en su artículo 69.5.2.2. La longitud necesaria es igual a la

culo, As, y la realmente existente en la sección, As,real.

longitud neta de anclaje afectada por un coeficiente α (ver Tabla 6) que tiene en cuenta si las barras trabajan a tracción o a compresión,

Con todo ello, la longitud básica de anclaje (en posición

el porcentaje de barras solapadas en una misma sección y la distan-

I o II) se transforma en una longitud neta de anclaje que

cia transversal existente entre solapes.

viene definida por la siguiente expresión: As lb,neta = lb β ––––– As,real

ls = α lb,neta Para aplicar esta simple fórmula es necesario saber si nuestra barra está

Esta longitud neta de anclaje no puede ser tampoco ex-

traccionada o comprimida en el punto dado, el porcentaje de barras

cesivamente pequeña. Por ello la Instrucción fija unos

solapadas y la distancia entre los empalmes (Figura 3). Este aspecto es

valores mínimos que en cualquier caso deben respe-

bastante difícil de conocer en muchos elementos constructivos, o en

tarse. Este mínimo no puede ser inferior al mayor de los

zonas concretas de ellos, si no tenemos delante los listados de esfuer-

tres valores siguientes:

zos de la estructura que nos ha calculado previamente el ordenador. Distancia entre los dos empalmes más próximos de una sección

• 10 diámetros. • 150 mm. • La tercera parte de la longitud básica de anclaje para barras traccionadas y los dos tercios de dicha

d

longitud para barras comprimidas. ≤ 10 Ø > 10 Ø

En el caso de los anclajes por solape las tensiones de unas barras se transmiten a las barras adyacentes en vir-

· SEPTIEMBRE · Nº 21

Figura 3.

33


REPORTAJES Tabla 6.- Valores de α para calcular la longitud de la barras solapadas.

Porcentaje de barras solapadas trabajando a tracción, con relación la sección total de acero

Distancia entre los empalmes más próximos (ver Figura 3)

20 %

25 %

33 %

50 %

> 50 %

Barras solapadas trabajando normalmente a compresión en cualquier porcentaje

a ≤ 10 Ø

1,2

1,4

1,6

1,8

2,0

1,0

a > 10 Ø

1,0

1,1

1,2

1,3

1,4

1,0

Así pues, el resultado de todo este cálculo en cadena nos da 364

Puede darse el caso de que en obra no dispongamos de

posibles resultados por cada resistencia característica del hormi-

espacio suficiente en el cual quepan los 168 cm mencio-

gón. Dado que según el artículo 39.2 de la EHE-08 la resistencia

nados o que con la superconfluencia de barras incumpla-

tipificada del hormigón es de 25, 30, 35, 40, 45 y ≥ 50 (55, 60, 70,

mos el art. 64.4.1.1 de la Instrucción sobre la separación

80, 90 y 100) N/mm2, la posible casuística alcanza 2.184 posibles

de barras aisladas. En esta situación podríamos recurrir a

valores de anclajes o solapes, recogidos en las cinco tablas anejas

otros sistemas de empalme que nos permitieran resolver

(Tablas 7 a 11) del presente artículo.

estas problemáticas. Un modo sería utilizando manguitos roscados y otro efectuando soladuras resistentes, si

Para finalizar la comprensión de los errores que pueden come-

bien las limitaciones y condiciones técnico-constructivas

terse se expone un ejemplo práctico. Supongamos que llega

de cada uno de los dos métodos quedan fuera del ámbi-

a obra una jácena en la que accidentalmente la armadura de

to de este artículo.

montaje ha quedado corta y no llega al pilar. Habría que hacer dos cálculos por zonas: una para la de montaje superior y otra

Por último, es preciso hacer constar que lo expresado

para la de montaje inferior, y dentro de cada una de ellas, para

anteriormente, así como los valores indicados en las

cada diámetro que hubiera quedado con longitud insuficiente.

cinco tablas que se facilitan a continuación –agrupadas

Limitándonos a la armadura superior, supuesta de diámetro de

por valores de resistencia del hormigón– es sólo válido

20 mm, se detalla cada uno de los parámetros que intervienen

si el acero dispone de un certificado de homologación

en este cálculo:

de adherencia.

MODO: Solape TRABAJO: Tracción POSICIÓN: II HORMIGÓN: HA - 25 DISTANCIA: < 10 Ø % SOLAPE EN LA SECCIÓN: > 50 % ACERO: B 500 S DIÁMETRO: 20 mm

Empleando la formulación anteriormente descrita la longitud resultante sería de 168 cm. Un valor muy distinto al que resultaría de aplicar el criterio de 40 veces el diámetro (que sería, en este caso, 80 cm) que se utiliza en algunas obras para cualquier clase de posición, tipo de acero, resistencia del hormigón, y ya sea solape o anclaje.

34

· SEPTIEMBRE · Nº 21


REPORTAJES

Tabla 7.- Cálculo de longitudes de anclaje y solape para barras de acero corrugado. Hormigón: HA - 25 (medidas en cm).

HORMIGÓN: HA - 25 TIPO ACERO

B 400

10

12

16

20

25

6

8

10

12

16

20

25

RECTO

15

16

21

25

33

48

75

15

20

26

31

41

60

94

PATILLA

15

15

17

20

26

38

58

15

16

20

24

32

46

71

RECTO

18

23

29

35

47

67

105

22

29

36

44

58

84

131

PATILLA

15

18

22

27

36

51

79

17

22

27

33

44

63

97

20 %

18

19

25

30

40

58

90

18

24

31

37

49

72

113

25 %

21

22

29

35

46

67

105

21

28

36

43

57

84

132

33 %

24

26

34

40

53

77

120

24

32

42

50

66

96

150

50 %

27

29

38

45

59

86

135

27

36

47

56

74

108

169

> 50 %

30

32

42

50

66

96

150

30

40

52

62

82

120

188

20 %

15

16

21

25

33

48

75

15

20

26

31

41

60

94

25 %

17

18

23

28

36

53

83

17

22

29

34

45

66

103

33 %

18

19

25

30

40

58

90

18

24

31

37

49

72

113

50 %

20

21

27

33

43

62

98

20

26

34

40

53

78

122

> 50 %

21

22

29

35

46

67

105

21

28

36

43

57

84

132

20 %

22

28

35

42

56

80

126

26

35

43

53

70

101

157

25 %

25

32

41

49

66

94

147

31

41

50

62

81

118

183

33 %

29

37

46

56

75

107

168

35

46

58

70

93

134

210

50 %

32

41

52

63

85

121

189

40

52

65

79

104

151

236

> 50 %

36

46

58

70

94

134

210

44

58

72

88

116

168

262

20 %

18

23

29

35

47

67

105

22

29

36

44

58

84

131

25 %

20

25

32

39

52

74

116

24

32

40

48

64

92

144

33 %

22

28

35

42

56

80

126

26

35

43

53

70

101

157

50 %

23

30

38

46

61

87

137

29

38

47

57

75

109

170

> 50 %

25

32

41

49

66

94

147

31

41

50

62

81

118

183

POSICIÓN I

15

16

21

25

33

48

75

15

20

26

31

41

60

94

POSICIÓN II

18

23

29

35

47

67

105

22

29

36

44

58

84

131

Distancia > 10 Ø

Distancia ≤ 10 Ø

8

Distancia ≤ 10 Ø

POSICIÓN I POSICIÓN II

TRACCIÓN COMPRESIÓN

SOLAPES

6

Distancia > 10 Ø

POSICIÓN I POSICIÓN II

ANCLAJES

DIÁMETRO

B 500

· SEPTIEMBRE · Nº 21

35


REPORTAJES Tabla 8.- Cálculo de longitudes de anclaje y solape para barras de acero corrugado. Hormigón: HA - 30 (medidas en cm).

HORMIGÓN: HA - 30 TIPO ACERO

B 400

10

12

16

20

25

6

8

10

12

16

20

25

RECTO

15

16

21

25

33

41

63

15

20

26

31

41

52

81

PATILLA

15

15

17

20

26

33

49

15

16

20

24

32

40

62

RECTO

18

23

29

35

47

59

88

22

29

36

44

58

73

114

PATILLA

15

18

22

27

36

45

67

17

22

27

33

44

55

85

20 %

18

19

25

30

40

49

76

18

24

31

37

49

62

97

25 %

21

22

29

35

46

57

88

21

28

36

43

57

73

113

33 %

24

26

34

40

53

66

101

24

32

42

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POSICIÓN I

15

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15

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POSICIÓN II

18

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Distancia > 10 Ø

Distancia ≤ 10 Ø

8

Distancia ≤ 10 Ø

POSICIÓN I COMPRESIÓN

POSICIÓN II

TRACCIÓN

SOLAPES 36

6

Distancia > 10 Ø

POSICIÓN I POSICIÓN II

ANCLAJES

DIÁMETRO

B 500

· SEPTIEMBRE · Nº 21


REPORTAJES

Tabla 9.- Cálculo de longitudes de anclaje y solape para barras de acero corrugado. Hormigón: HA - 35 (medidas en cm).

HORMIGÓN: HA - 35 TIPO ACERO

B 400

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PATILLA

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POSICIÓN I

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POSICIÓN II

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Distancia > 10 Ø

Distancia ≤ 10 Ø

8

Distancia ≤ 10 Ø

POSICIÓN I POSICIÓN II

TRACCIÓN COMPRESIÓN

SOLAPES

6

Distancia > 10 Ø

POSICIÓN I POSICIÓN II

ANCLAJES

DIÁMETRO

B 500

· SEPTIEMBRE · Nº 21

37


REPORTAJES Tabla 10.- Cálculo de longitudes de anclaje y solape para barras de acero corrugado. Hormigón: HA - 40 (medidas en cm).

HORMIGÓN: HA - 40 TIPO ACERO

B 400

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Distancia > 10 Ø

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Distancia ≤ 10 Ø

POSICIÓN I COMPRESIÓN

POSICIÓN II

TRACCIÓN

SOLAPES 38

6

Distancia > 10 Ø

POSICIÓN I POSICIÓN II

ANCLAJES

DIÁMETRO

B 500

· SEPTIEMBRE · Nº 21


REPORTAJES

Tabla 11.- Cálculo de longitudes de anclaje y solape para barras de acero corrugado. Hormigón igual o mayor a HA - 50 (medidas en cm).

HORMIGÓN ≥ HA - 50 (55, 60, 70, 80, 90 y 100) TIPO ACERO

B 400

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59

73

22

29

36

44

58

73

91

Distancia > 10 Ø

Distancia ≤ 10 Ø

8

Distancia ≤ 10 Ø

POSICIÓN I POSICIÓN II

TRACCIÓN COMPRESIÓN

SOLAPES

6

Distancia > 10 Ø

POSICIÓN I POSICIÓN II

ANCLAJES

DIÁMETRO

B 500

· SEPTIEMBRE · Nº 21

39



NOTICIAS FERROS ILURO Y TÉCNICAS DEL HIERRO CONSIGUEN LA MARCA FERRAPLUS

vehículos para el transporte de material y personal. Entre su maqui-

La empresa catalana Ferros Iluro, S.L. y la madrileña

de la trazabilidad de todos sus productos de forma informatizada.

naria se encuentran varias estribadoras, dobladoras, carros de corte y una soldadora/ensambladora. Además de realizar un seguimiento

Técnicas del Hierro, S.A. (TECROSA) han conseguido el distintivo FerraPlus para ferralla certificada. Con estas incorporaciones, son ya 42 las instalaciones de ferralla integradas en FerraPlus.

La posesión de esta marca certifica que los productos de acero para hormigón de estas empresas cumplen las más altas exigencias del mercado en términos de calidad, de seguridad y de garantía para el usuario.

Ferros Iluro La calidad siempre ha estado entre sus principios empresariales. Ejemplo de ello es su dinámica de trabajo. A través de su departamento técnico y comercial, integrado por profesionales cualificados y con amplia experiencia que asesoran al cliente antes de iniciar una obra y, Afincada en Argentona (Barcelona), esta compañía co-

una vez empezada, realizan un seguimiento personalizado para ase-

nocida comercialmente como Estructures Iluro, se de-

gurar que su labor cumple con todos los parámetros exigidos.

dica a la construcción de estructuras de hormigón armado. Entre sus servicios destaca la realización íntegra

“La calidad no es casual, es fruto del día a día, a través de la eje-

de las estructuras con recursos propios. De este modo,

cución de los proyectos con responsabilidad y garantías, siempre

no necesitan subcontratar trabajos a terceros, garanti-

dentro de los costes y plazos acordados”, explicó su gerente, An-

zando la calidad y responsabilidad en su labor.

drés Collado.

Para ello, dispone de una amplia plantilla de profesiona-

Como muestra de calidad de sus productos, Ferros Iluro cuenta

les, naves industriales destinadas a taller, almacenes, una

con el certificado AENOR para elaboración de ferralla y, desde ju-

treintena de grúas torre, así como una variada flota de

lio, con la marca FerraPlus.

Técnicas del Hierro, S.A. Habiendo transcurrido

cuaren-

ta y cinco años desde su constitución en 1966, la madrileña Técnicas del Hierro, S.A (TECROSA) cuenta con una amplia experiencia en la comercialización de productos de acero para la construcción en, prácticamente, todas

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41


NOTICIAS

jorando sus procesos productivos, ampliando sus instalaciones

UNESID SOLICITA AYUDAS AL GOBIERNO PARA MANTENER LA VIABILIDAD DEL SECTOR

e incorporando maquinaria de última tecnología para ofrecer la

Tras desplomarse un 54 % el consumo aparente de acero

mejor calidad a sus clientes.

en el primer cuatrimestre del año, respecto al mismo perio-

sus variedades y en la elaboración de ferralla. En este tiempo la empresa ha sabido adaptarse a la normativa y al mercado, me-

do del año anterior, al sector metalúrgico español le cuesEste interés por la calidad ha llevado a TECROSA a conseguir los

ta ver los brotes verdes que anuncia el Gobierno. Por ello,

certificados de calidad ISO 9001/2000 que otorga AENOR para fe-

en el marco de la Asamblea General de UNESID, su recién

rralla en 2004, la certificación AENOR de producto para armaduras

reelegido presidente, Gonzalo Urquijo insistió en la necesi-

pasivas de acero para hormigón estructural en 2008 y, reciente-

dad de que los poderes públicos implanten un programa

mente, la marca FerraPlus.

de ayudas que contemple medidas financieras, de mejora de la competitividad y de reforma del mercado laboral.

Según Urquijo, “si se mantiene indefinidamente una recesión tan extrema, estaría en cuestión la viabilidad de toda la industria del Metal y su recuperación, incluso en tiempos de bonanza”.

En ese sentido, la eliminación de las tarifas especiales para los grandes consumidores de energía centró buena parte de las críticas del sector. “Los precios de la electricidad se han encarecido entre un 50 % y un 100 % al tener que acudir diariamente al pool de venta energética al no tener 2

Hoy en día TECROSA cuenta con unas instalaciones de 45.000 m ,

contratos a largo plazo”, explicó el presidente de la patronal

ubicadas en Torrejón de la Calzada, destinadas a talleres de ferra-

del Metal, “hecho que ocasiona efectos devastadores en la

lla, almacenes y oficinas, y una flota propia de camiones y trailers

competitividad y en los planes de inversión”.

que le permiten disponer de un amplio stock para ofrecer en un tiempo récord material a obras localizadas en cualquier punto de

Para evitar esta situación, la dirección de UNESID se mos-

España.

tró firme con Industria al reclamar que se incremente el porcentaje de energía nuclear en el mix energético como medida para reducir los precios de la factura de la luz.

ANDRÉS BARCELÓ, NUEVO DIRECTOR GENERAL DE UNESID El hasta ahora Director de Mercados y Estadísticas de UNESID, Andrés Barceló, es desde 3 de julio de 2009 el nuevo Director General de la Asociación. Sustituye en el cargo a Juan Ignacio Bartolomé que, tras una larga trayectoria siderúrgica y dieciocho años al frente de la asociación del acero español, vuelve al mundo académico.

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NOTICIAS

Barceló ha estado vinculado al sector siderúrgico en el

que “la inversión actual prevista, 5.000 millones de euros, es insufi-

desempeño de distintos puestos desde el año 1993 y en

ciente para paliar los efectos de la crisis económica actual”.

2003 se incorporó a la Unión de Empresas Siderúrgicas. El impacto del sector de la vivienda en el PIB es muy elevado, por lo que la paralización de la vivienda residencial, que ha pasado de las 650.000 viviendas del año 2007 a las 150.000 previstas para este ejercicio, supondrá la reducción del 4 % de la aportación de este sector al PIB. Es por ello que la Confederación ve necesario compensar estas pérdidas dedicando un tercio de sus presupuestos de inversión entre 2009 y 2011 a infraestructuras productivas sociales, tales como hospitales y centros de salud, centros de enseñanza, parques tecnológicos, así como a la adaptación de las antiguas infraestructuras para conseguir una mayor eficiencia energética. El Director General de UNESID, Andrés Barceló. Foto: UNESID.

La crisis y la morosidad destruyen 500 empresas

CEPCO PIDE AL GOBIERNO INVERTIR 10.000 MILLONES DE EUROS EN EL PLAN E DE 2010

proveedoras de materiales de construcción

La Confederación Española de Asociaciones de Fabri-

efecto secundario: el incremento de la morosidad. Según explica

cantes de Productos de Construcción, CEPCO, ha recla-

CEPCO a través de un comunicado, “alargar de manera excesiva

mado al Gobierno que aumente a 10.000 millones de

los plazos de pago a los suministradores” es una práctica que “se

euros la inversión del nuevo Plan E para 2010.

ha intensificado durante todo el periodo de crisis. Actualmente,

Ya son cerca de 500 empresas proveedoras de materiales de construcción desaparecidas por causa de la crisis y de su devastador

este plazo se sitúa en más de 220 días lo que pone a este sector En el marco del Encuentro Nacional del Sector Cons-

en una situación insostenible”.

trucción, al que asistieron el Ministro de Fomento, José Blanco y la Ministra de Vivienda, Beatriz Corredor, el Pre-

Esta industria auxiliar de la construcción, integrada por 25.000 em-

sidente de la Confederación, Rafael Fernández, explicó

presas, es una de las que mantiene los ratios de estabilidad en el empleo más elevados y se ha visto abocada a destruir el 20 % de la plantilla, compuesta por un total de 500.000 trabajadores.

Para evitar unas mayores consecuencias, el Presidente de CEPCO, Rafael Fernández, expuso soluciones como acortar los periodos de pago y al mismo tiempo “arbitrar, a través del ICO, sistemas que den tesorería al circulante de nuestras empresas”. En esta misma línea, la Confederación solicitó que el aval del Estado fuese suficiente para ejecutar el descuento o póliza de crédito y caución en obras públicas.

Entre otras medidas destacadas por Fernández para acortar los plazos de pago, figuró la proposición de ley de CIU que comenzará a debatirse en el Congreso de los Diputados en septiembre, que El Presidente de CEPCO, Rafael Fernández.

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establece un plazo máximo de moratoria en el pago de 60 días.

43


NOTICIAS

EL SECTOR CEMENTERO CERRARÁ 2009 CON UNA CAÍDA DEL CONSUMO DE HASTA EL 35 %

cifra muy similar a las importaciones que vienen de ter-

La Agrupación de Fabricantes de Cemento de España prevé cerrar

La crisis del sector de la construcción, especialmente en la

el ejercicio con un descenso en el consumo de entre un 33 % y un

edificación residencial, que se fraguó en nuestro país en el

35 %, alcanzando niveles similares a los del año 1997. A la vista de

segundo semestre de 2008, continúa afectando de forma

estos datos, el departamento de Estudios de Oficemen prevé que

muy notable. De hecho, las previsiones apuntan a que el

en la segunda mitad del año la tendencia se atenúe ligeramente

ejercicio se cerrará con 150.000 viviendas nuevas visadas

ya que la bajada de consumo de cemento en el primer semestre

frente a las 650.000 del año 2007. Esto, que supondrá la re-

ha sido del 40,5 % (14,4 millones de toneladas).

ducción del 4 % de la aportación del sector de la construcción

ceros países, con 1,4 millones de toneladas.

al PIB, deberá compensarse por el Gobierno con inversiones en La bajada de la demanda ha hecho que la producción de cemento

infraestructuras. “Ahora más que nunca –afirmó el Director Ge-

alcanzara los 14,6 millones de toneladas hasta junio, lo que supone

neral de Oficemen, Aniceto Zaragoza– el Ejecutivo debe mar-

un descenso del 38 % en comparación con el mismo periodo del

carse como una prioridad las inversiones en obra civil y debe

año anterior. Las exportaciones han crecido hasta 1,5 millones de

facilitar la financiación privada como mejor aliado para que, en

toneladas de cemento y clínker (un 52 % más que hace un año),

el medio plazo, no se resienta el déficit presupuestario”.

PRINCIPALES CIFRAS DEL SECTOR CEMENTERO (TONELADAS) DATOS MENSUALES (JUNIO) 2009

2008

% Variación

Producción de clínker

1.849.801

2.135.191

-13,37 %

Producción cemento

2.597.951

3.432.696

-24,32 %

Consumo nacional (cemento)

2.692.757

3.392.008

-20,61 %

Exportaciones (cemento+clínker)

284.705

341.154

-16,55 %

Importaciones (cemento+clínker)

213.684

609.278

-64,93 %

2009

2008

% Variación

Producción de clínker

10.635.674

15.229.157

-30,16 %

Producción cemento

14.621.237

23.561.097

-37,94 %

Consumo nacional (cemento)

14.364.447

24.132.795

-40,48 %

Exportaciones (cemento+clínker)

1.472.121

971.295

51,56 %

Importaciones (cemento+clínker)

1.392.920

4.890.143

-71,52 %

DATOS ACUMULADO AÑO (ENERO-JUNIO)

DATOS AÑO MOVIL (JULIO 2008 / JUNIO 2009)

44

Año actual

Año anterior

% Variación

Producción de clínker

22.711.068

31.685.990

-28,32 %

Producción cemento

33.143.549

50.466.736

-34,33%

Consumo nacional (cemento)

32.927.190

51.243.239

-35,74 %

Exportaciones (cemento+clínker)

2.836.021

1.502.789

88,72 %

Importaciones (cemento+clínker)

3.686.982

10.901.772

-66,18 %

· SEPTIEMBRE · Nº 21


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