Guía Completa de Cimentación
La arquitectura es mucho más que la creación de hermosos diseños y fachadas. Detrás de cada edificio, casa o estructura, existe un sistema de soporte crucial que garantiza su estabilidad y durabilidad: la cimentación. Hoy exploraremos los conceptos fundamentales relacionados con la cimentación y su papel esencial en la construcción.
ESTUDIO DE SUELOS
Antes de empezar a construir y diseñar debemos saber las características del terreno sobre el cual se asentará la construcción y para ello se debe llevar a cabo un estudio de suelos el cual es una evaluación detallada de las características del terreno llevado a cabo por ingenieros geotécnicos y geólogos quienes analizan el suelo para determinar su composición, resistencia, capacidad portante y otros factores relevantes.
La tierra alberga una diversidad de suelos, desde arcilla y limo hasta arena y roca y cada tipo tiene propiedades únicas que afectan la estabilidad de las construcciones. Por ello, es muy importante, realizar este estudio para saber si el suelo puede soportar esta demanda. En caso de no hacer este estudio, una cimentación inadecuada puede provocar asentamientos desiguales, grietas en las paredes o en el peor de los casos un colapso.
¿QUÉ ES UNA CARGA?
Una carga es una fuerza que actúa sobre una estructura. Estas pueden ser de diferentes tipos y se clasifican principalmente en dos categorías: verticales y horizontales.
- Cargas Verticales:
- Cargas Muertas o Permanentes: Estas son las cargas que permanecen constantes en el tiempo y no varían, Ejemplo: el peso propio de la estructura.
- Cargas Vivas o Variables: Estas cargas son temporales y cambian con el uso y ocupación de la estructura. Ejemplos: el mobiliario, las personas, y cualquier otro elemento que pueda moverse o cambiar de posición.
- Cargas Horizontales:
- Fuerzas de Viento: El viento ejerce presión sobre la estructura, especialmente en edificios altos o áreas expuestas.
- Fuerzas Sísmicas: Durante un terremoto, las fuerzas sísmicas pueden causar movimientos laterales en la estructura.
¿QUÉ ES UN ESFUERZO?
Un esfuerzo es una tensión interna que se genera dentro de una estructura debido a la aplicación de cargas externas. Hay diferentes tipos de esfuerzos a los que se ve sometida una estructura, estos son:
- Esfuerzo de Tracción (Tensión): Ocurre cuando una estructura está sometida a una carga que tiende a estirarla. Por ejemplo, cuando tiramos de un cable o una cuerda, se genera un esfuerzo de tracción en su interior.
- Esfuerzo de Compresión: Este esfuerzo se produce cuando una estructura está comprimida o aplastada. Por ejemplo, Cuando aplicamos una fuerza mecánica o muscular a ambos extremos de un resorte, este tiende a cambiar de forma.
- Esfuerzo de Corte (Cizallamiento): El esfuerzo de corte se presenta cuando las partes de una estructura se deslizan una sobre otra. Por ejemplo, cuando cortas papel con unas tijeras, cada hoja o filo aplica una fuerza sobre la sección transversal del papel, separándolo en dos partes
- Esfuerzo de Flexión: Este esfuerzo se produce cuando una estructura se dobla debido a una carga aplicada. Por ejemplo, cuando nos sentamos en un columpio, el asiento tiende a doblarse por nuestro peso.
- Esfuerzo de Torsión: La torsión ocurre cuando una estructura se gira alrededor de su eje longitudinal. Por ejemplo, cuando vas a escurrir una prenda mojada, debes realizar un esfuerzo de torsión girando la tela para sacar el agua restante.
¿QUE ES LA CIMENTACIÓN?
La cimentación es la parte fundamental de un edificio, ubicada en la base y encargada de soportar todo el peso de la estructura. Su función es crucial, ya que ancla el edificio al suelo y transmite las cargas verticales y horizontales hacia el terreno. Además, debe resistir condiciones externas como sismos, deslizamientos de tierra y cambios en la humedad.
Existen dos tipos principales de cimentaciones:
- Cimentación Superficial: Se utiliza cuando el suelo es estable y resistente. Aquí, la cimentación se encuentra cerca de la superficie y se apoya en capas de suelo compacto. Ejemplos comunes son las zapatas aisladas y las losas de cimentación.
- Cimentación profunda: Se emplea cuando el suelo superficial no es lo suficientemente resistente o estable. En este caso, se excava a mayor profundidad para alcanzar capas de suelo más sólidas. Algunos ejemplos son las pilas y los pilotes.
MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN
Es crucial realizar un análisis exhaustivo de los factores climáticos que podrían afectar la construcción antes de seleccionar los materiales a utilizar. Cada material posee propiedades únicas de elasticidad y rigidez que determinan su comportamiento bajo diferentes condiciones.
La elasticidad es la capacidad de un material para recuperar su forma original después de ser sometido a una deformación. Esta propiedad es esencial para asegurar que las estructuras puedan soportar variaciones sin sufrir daños permanentes. Por otro lado, la rigidez se refiere a la resistencia de un material a deformarse cuando se le aplica una fuerza. Un material con alta rigidez mantendrá su forma incluso bajo cargas pesadas, lo que es vital para la integridad estructural.
Los materiales comúnmente utilizados para la cimentación son el concreto, los ladrillos, el acero y la madera, tienen diferentes grados de elasticidad y rigidez. Por ejemplo, el acero es altamente elástico y rígido, lo que lo hace ideal para estructuras que requieren resistencia y durabilidad. La madera, aunque menos rígida, ofrece una buena elasticidad y puede ser preferible en climas con variaciones significativas de temperatura y humedad.
