Tema 28: Estabilización de elementos estructurales

Los bomberos estabilizan y afianzan provisionalmente estructuras dañadas, y a veces terreno en zanjas y galerías, porque disponen de medios las 24 horas, los 365 días, algo que no garantizan las empresas de derribo o apuntalamiento. El mando de guardia inspecciona, valora las lesiones y decide; los servicios municipales de ruinas aportan técnicos que actúan como autoridad urbanística y, si coinciden, deben coordinarse.

Limitaciones:

• Medios limitados en número, longitud y carga: madera hasta unos 5 m y puntales hasta 6 m, lo que impide intervenir en iglesias, naves o elementos muy altos.

• La capacidad baja con la altura: un puntal a 5 m rompe con 1.000 kg y, con un coeficiente de seguridad mínimo de 2, su carga de uso es de 500 kg.

• No hay tiempo para el estudio de un gabinete técnico (documentación, toma de datos, cálculo, ensayos, calas, geotecnia); se compensa con un método sencillo y rápido, sobredimensionando el apeo, y dominando un repertorio de apeos tipo antes que improvisar.

El apeo de bomberos es temporal: estabiliza para eliminar el riesgo o permitir un rescate; la reparación la harán empresas especializadas.

Elementos que pueden requerir apeo: cimentaciones (directas, también llamadas superficiales, y profundas; el CTE, DB SE-C, apdo. 5.1.1, considera que una cimentación es profunda si su extremo inferior, en el terreno, está a una profundidad superior a 8 veces su diámetro o ancho) y muros de contención; obras de fábrica (muros, pilastras, columnas, arcos, bóvedas), estructuras de madera, de hormigón (el material más extendido; forjados uni, bi y multidireccionales) y metálicas (grandes luces, pero vulnerables al fuego y la corrosión).

Apeo es el sistema estructural que suple o complementa de forma provisional las carencias de un edificio; el puntal es su elemento principal y trabaja a compresión. Instalarlo es modificar la estructura: si es insuficiente o erróneo puede agravar el daño, por lo que la entrada en carga se hace con extrema cautela, controlando apriete y acuñado. El apeo de emergencia, ante peligro inminente, busca absorber empujes por desplomes o fallos, crear condiciones mínimas de seguridad para trabajar y evitar el colapso y los daños a personas y entorno.

Interesan materiales ligeros y de entrada en carga rápida (puntales telescópicos, sistemas neumáticos e hidráulicos). La madera se transporta fácil y se adapta a medida; los sistemas industrializados cargan más, salvan mayores luces y se montan antes, pero necesitan muchas piezas. La madera merma y dura poco a la intemperie, el metal envejece menos: cuanto más tiempo vaya a quedar el apeo, más revisión necesita, y al irse debe quedar claro quién asume su vigilancia y custodia.

Tipos: por el elemento (cimientos, muros, pilares, techos, arcos y bóvedas), por la obra (reparación, consolidación, reforma, apertura de huecos, ampliación, demolición, ruina) y por su posición (verticales, horizontales e inclinados).

Verticales:

• Puntal telescópico de acero (hasta unos 6 m) y rollizo o medio rollizo de madera.

• Pie derecho: madero vertical, a menudo varios tablones embridados, asociado a sopanda y durmiente; el enano es un pie derecho corto.

• Virotillo: madero corto vertical, sin zapata, entre dos piezas.

• Vela: pieza vertical que recibe cargas horizontales o inclinadas y las reparte a tornapuntas, codales o jabalcones; trabaja a flexión.

Horizontales:

• Sopanda: recoge la carga de forjados, vigas o dinteles y la pasa a los pies derechos, atando sus cabezas; trabaja a flexión, por lo que limita la separación entre pies derechos.

• Durmiente: reparte en el suelo la carga concentrada de pies derechos o puntales; al trabajar perpendicular a la fibra su capacidad es mucho menor que la de las piezas que trabajan a compresión paralela a ella.

• Puente: recibe cargas en su vano y las lleva a los extremos; si atraviesa un muro por un mechinal se llama aguja.

• Codal (asnado): trabaja a compresión entre dos costados, por ejemplo entre las jambas de un hueco.

Inclinados: tornapunta (transmite la carga directamente de un extremo a otro, a compresión; su punto crítico son los encuentros, que deben ser perpendiculares, con muletillas), jabalcón (transmite indirectamente, a través de otros elementos) y riostras (tabloncillos de unos 15 x 5 cm que impiden desplazamientos laterales).

Auxiliares y otros términos: bridas, clavos, pernos, tirafondos, cuñas (se acuñan a golpe de mazo de madera), ejiones (topes cosidos a otra pieza), orejas (piezas simétricas que impiden giros; buena práctica dejar al menos 30 cm desde la brida), tirante (contra tracciones y desplomes), muletilla, emparrillado, cruz de San Andrés o aspas, cimbra (apeo de arcos y bóvedas), cornijal, marrano, entablado, palomilla, recercado de huecos y zoquete.

Cómo trabaja la madera en el apeo. Es anisótropa: resiste mucho más a lo largo de la fibra. En la madera aserrada de conífera de clase C24, el CTE (DB SE-M, tabla E.1) da como resistencias características 22 N/mm² a compresión paralela y 2,5 N/mm² a compresión perpendicular, 14 N/mm² a tracción paralela y 0,4 N/mm² a tracción perpendicular, y 4,0 N/mm² a cortante. Por eso un pie derecho resiste mucho, pero el durmiente que lo recibe, que trabaja perpendicular a la fibra, mucho menos. También es higroscópica: pasar del 12 % al 30 % de humedad reduce a la mitad su resistencia a compresión. Se evitan las posiciones que la hagan trabajar a hienda y se desechan tablones con defectos.

Cómo trabaja el puntal telescópico. Su resistencia depende del pasador a cortante y exige carga perfectamente axial y aplomada: una pequeña excentricidad provoca inestabilidad y gran pérdida de capacidad. No se intercambian pasadores entre modelos. A partir de 2,5 m debe arriostrarse con tubos y bridas en cruceta. A 3 m suele soportar entre 10 y 20 kN; a la carga de rotura del fabricante se aplica un factor de seguridad de 2 a 2,5, y esos valores se refieren a puntales nuevos.

Estimación del peso. Para dimensionar el apeo hay que conocer la concarga (peso propio de los elementos constructivos, constante salvo reformas) y sumar las sobrecargas de uso (personas, muebles, materias almacenadas), el peso del propio apeo y el de los intervinientes. Las demás acciones (viento, nieve, instalaciones, empujes) pueden despreciarse para una estimación. Los valores se toman del CTE, Documento Básico SE-AE, que tabula pesos de elementos constructivos y sobrecargas de uso.

En la práctica se evalúa el elemento dañado, qué cargas recibe y cómo bajan hasta el suelo. En edificios porticados residenciales o administrativos actuales los pilares suelen estar separados 5-6 m y las vigas 4-5 m, así que rara vez cargan más de 25 m² sobre una viga o un pilar; los edificios singulares o industriales no siguen ese reparto.

Cuándo se interviene. Sobre todo en emergencias: riesgo de hundimiento por deterioro, incendios, explosiones, terremotos o fenómenos meteorológicos extremos. La población tiende a asociar cualquier grieta con colapso inminente, pero el servicio debe acudir y valorar la gravedad y el posible desalojo.

Inspección y reconocimiento. No se actúa hasta completar una inspección visual de todo el edificio, salvo que haya personas atrapadas, en cuyo caso prima el rescate. Es la etapa más importante. Se debe:

• Determinar si hay ruina inminente (desalojo inmediato) o riesgo de caída a la vía pública (señalizar, balizar y fijar perímetro).

• Distinguir elementos portantes de los no estructurales y localizar los cuadros fisurativos (grietas, desplomes, giros).

• Estimar las cargas y la superficie sobre la que actúan.

• Comprobar instalaciones afectadas, el tipo de construcción y los materiales.

• Identificar propiedad y ocupantes: número, edad y capacidad para valerse, por si hay que desalojar.

Conviene hacer un croquis y revisar las plantas superiores e inferiores a la lesión y el entorno.

Diagnóstico. Lo hace el mando, idealmente con un técnico cualificado (en obras, el técnico responsable). Se decide si los medios bastan o hacen falta recursos externos o maquinaria pesada. No se requiere intervención cuando las lesiones son leves, cuando son graves pero exceden a bomberos (corresponden a la propiedad o a empresas), cuando afectan a zonas deshabitadas y aisladas, en grietas de asentamiento de los primeros años o en incendios que no afectan a la estabilidad. Aun así se adoptan medidas preventivas (saneamiento, desescombro, balizamiento, precinto, evacuación…) y, si no se puede resolver, se remite informe pidiendo inspección del técnico municipal competente, que asume entonces la responsabilidad. Nunca se abandona el lugar sin dejar claro cómo se impide el acceso y en quién se delega la custodia.

Plan de intervención: quién ejecuta el apeo, dónde, qué tipo y cómo, zonas de riesgo y puntos críticos, material y herramientas, refuerzos, duración estimada y disponibilidad de colaboradores; además de las operaciones previas (saneamiento, desescombro, corte de instalaciones, ventilación, desalojo, iluminación) y posteriores (balizamiento, precintado, recercado de huecos).

Zonificación básica:

• Zona de influencia del riesgo de colapso: solo si los daños lo justifican; en ella permanecen únicamente quienes montan el apeo y durante el tiempo imprescindible. Los curiosos quedan tras un acordonamiento.

• Zona de intervención: el personal mínimo que ejecuta el apeo, atento a los movimientos de la estructura. Suele ser menor que la anterior.

• Zona de apoyo logístico: cerca de la de intervención, pero fuera de la de colapso si es posible; allí se corta y prepara el material y, escalonadas, se reciben y acopian las piezas.

Se usan los EPI básicos (botas, guantes, casco y ropa de intervención) según el caso.

Dónde apuntalar. En forjados, como el apuntalamiento introduce apoyos nuevos y el máximo momento está en el centro, con un puntal se coloca a media luz y con dos a 1/3 y 2/3. Es buena práctica separar pies derechos o puntales unos 70 cm, por la escasa resistencia a flexión de las sopandas (se puede mejorar con sopandas-puente). Si las viguetas están dañadas puede hacer falta un entablado entre líneas de apeo.

Puesta en obra: toma de medidas, corte de piezas, preparación de los encuentros, unión (bridas, clavos, pernos), montaje in situ, control del plomo, puesta en carga por acuñado o apriete de puntales, solidarización del conjunto y rigidización con riostras.

Reglas generales:

1. Al menos tres puntos de atado con bridas en los pies derechos de varios tablones.

2. El primer atado, a no más de 15 cm del extremo.

3. Bridas cada 50 cm como referencia; acercarlas aumenta la capacidad y alejarlas la reduce.

4. Las bridas pueden aflojarse por mal apriete o por cambios de humedad; en apeos duraderos se revisan periódicamente.

5. En el clavado, el CTE (DB SE-M, apdo. 8.3.2.1) fija que el número mínimo de clavos en una unión será de 2 y que, salvo que se especifique de otro modo, los clavos deben introducirse en dirección perpendicular a la de la fibra; recomienda una penetración de los clavos, en cada pieza de madera, de entre 10 y 12 diámetros: con menos penetración se pierde mucha eficacia, y con más no se consigue más capacidad de carga.

6. El durmiente limita la carga de los pies derechos; con cargas grandes se amplía su superficie.

7. Se impiden los desplazamientos en cabeza y base.

8. Riostras perpendiculares a la línea de apeo, como mínimo cada dos líneas de pies derechos.

9. Si hay riesgo de abatimiento, se colocan tacos que coarten el movimiento del pie derecho contra el forjado.

• Cimentación de zapatas corridas y aisladas: accesibilidad difícil y grandes cargas; suele exigir grandes gatos hidráulicos y descargar antes forjados y vigas. Lo más elemental: agujas por mechinales, colocadas nada más perforar; o descargar el muro con tornapunta (en madera, solo con cargas bajas).

• Jácenas y vigas maestras: hay que descargar lo que sostienen. Madera o puntales si la carga es pequeña; los puentes aguja dan más resistencia y permiten separar pies derechos, dejando paso en operaciones largas. Si sobre la viga hay muros o tabiques, se completa con agujas por encima del forjado.

• Pilares: se apean los elementos de las plantas superiores al pilar dañado y se baja la carga hasta el terreno, habitualmente con pies derechos a ambos lados planta a planta y tornapuntas; la sopanda en cabeza (recibe la mitad de la carga) y el durmiente son los puntos débiles, por lo que se recurre al apeo de forjados.

• Forjados: probablemente lo más frecuente. Se acota la zona de viguetas dañada (con catas si hace falta) hasta encontrar partes sanas, y se revisan los forjados inferiores (que recibirán la carga) y superiores. Método habitual: pies derechos de varios tablones embridados, sopanda y durmiente de un tablón y cruces de arriostramiento; bridas a ≤50 cm y primera a ≤15 cm del extremo; sopandas perpendiculares a las viguetas y pies derechos a unos 70 cm. Entrada en carga progresiva y arriostrado una vez en carga; si hay paso frecuente, jabalcones en vez de riostras. También con puntales sobre sopanda y durmiente de madera, arriostrados.

• Muros: apeo de zapatas con pies derechos si sus cabezas resisten, y descarga de plantas superiores con tornapuntas.

• Asnillas: dos pares de tornapuntas enfrentados unidos en cabeza a una aguja que atraviesa el muro por encima de la zona dañada; resisten grandes cargas, pero son difíciles: hay que compensar empujes horizontales y cuidar el encuentro con la aguja para que no trabajen a hienda.

• Tornapuntas: el apeo inclinado por excelencia. Los encuentros deben ser lo más planos y perpendiculares posible (muletillas en mechinal, zapatas; en la base ejiones, durmientes, perfiles…). Las picas clavadas resisten poco: mejor perfiles metálicos. Inclinación máxima 60º; con ese ángulo, tres tablones de 3 m con 6 bridas a 50 cm resisten 61 kN axiales (30 kN horizontales y 52 kN verticales en cabeza). En varias alturas soportan más empuje; en altura suelen limitarse a un primer piso.

• Muros interiores: las vigas del forjado pueden hacer de agujas si sus entregas están sanas.

• Apeos volantes: acodalan dos muros o planos paralelos (velas, jabalcones, ejiones); los sistemas industrializados son habituales en medianeras que quedan al descubierto.

• Recercado de huecos: refuerza ventanas o puertas dañadas por sobrecarga en dinteles o asientos; el inclinado se orienta según las grietas y el en V se usa ante esfuerzos ascendentes.

• Armaduras de cubierta: sus apoyos se abren por el empuje; el atirantado excede a bomberos, por lo que se puede jabalconar dividiendo la luz de los pares.

• Arcos y bóvedas: con daño puntual, tornapuntas sobre durmiente arriostradas con codales; con daño generalizado, cimbras.

• Cimientos medianeros descolgados (por excavaciones colindantes o socavones): se desaloja el edificio, se cortan antes las redes de agua, gas y electricidad, y se montan tornapuntas de varias líneas de tablones embridados y arriostrados, comprobando el terreno que recibe la carga.

• Muros de contención: cargas muy grandes para los apeos convencionales (en obra se atiranta o se ataluda); la tornapunta frena el giro del muro y, si está deteriorado, se entablona entre tornapuntas.