Refuerzo de pilares de hormigón con angulares empresillados

Introducción

En este método, se envuelve el pilar existente con una estructura de angulares para permitir la transferencia total o parcial de la carga a través del refuerzo. Estos angulares se colocan en las esquinas y se unen lateralmente con presillas soldadas, cuya función principal es reducir la posibilidad de pandeo de los angulares.

Por lo general, suele ser necesario contar con anclajes mecánicos o conectar directamente los nuevos perfiles metálicos a los nudos o elementos estructurales cercanos mediante piezas específicas. Es crucial asegurar la correcta transmisión de esfuerzos al nuevo componente mediante capiteles y bases en los extremos del refuerzo, los cuales se unen a las caras de los forjados o vigas que se conectan al pilar utilizando materiales resistentes a compresión y con poca o nula retracción, como la masilla epoxi.

Es fundamental reforzar todos los pilares afectados y mantener la continuidad estructural, atravesando los forjados con palastros o barras de acero. En casos donde atravesar el forjado resulte perjudicial y no se pueda mantener la continuidad en el refuerzo estructural, confiando la transmisión de esfuerzos al hormigón del forjado, la losa o las vigas, se deben analizar y prever posibles problemas de punzonamiento o plastificación del hormigón en esos puntos.

Procedimiento

El proceso de refuerzo de pilares con angulares metálicos se puede dividir en varias etapas:

a)  Preparación previa del soporte:

• En caso necesario, se apuntala el pilar y se descarga al máximo.
• Se procede al saneado y limpieza de la superficie del pilar. Es crucial eliminar aristas afiladas en las esquinas para lograr un mejor ajuste de los refuerzos metálicos. Asimismo, se debe limpiar la superficie horizontal del hormigón-concreto para asegurar un buen contacto con los adhesivos.

b)   Colocación de los angulares:

• Los angulares se posicionan en las cuatro esquinas del pilar y se sujetan con gatos hasta soldarles presillas transversales que mantienen su posición y evitan el pandeo.
• Es esencial que los angulares y presillas estén firmemente adheridos al soporte para garantizar la transmisión de esfuerzos. Se utiliza resina epoxi para lograr una unión resistente y uniforme
• Para garantizar que los cuatro angulares transmitan la carga de manera uniforme al hormigón, es fundamental lograr una unión sólida y precisa entre la base y el capitel metálicos con el hormigón de las vigas, forjados o cimentación durante el proceso de montaje. Para este propósito, se emplearán masillas epoxi que unan de manera uniforme el acero con el hormigón, asegurando así la correcta transmisión de las cargas.

c)   Relleno del espacio entre angulares y el hormigón-concreto:

• Se puede rellenar los espacios con pasta o mortero de cemento para asegurar un buen contacto entre los angulares y el hormigón.

d)  Proyección de hormigón-concreto (opcional):

•   Se puede finalizar el refuerzo recubriéndolo con una capa de hormigón proyectado, que puede incluir armadura adicional o una tela de gallinero para su sujeción.

e)  Colocación de palastros de acero:

•  Soldados en las dos caras opuestas a los pilares y en las zonas en que había bovedillas, en el caso de que se tratase de pórticos unidireccionales.
• En el caso de que al pilar acometan vigas perpendiculares, la unión puede realizarse por medio de barras cuadradas de acero colocadas en las esquinas.
• O en cuatro puntos si está macizado de hormigón-concreto alrededor del pilar.

Para aumentar la efectividad del sistema, es crucial maximizar el efecto de confinamiento. Este efecto es especialmente vital en los extremos del soporte, donde el aumento de la resistencia y flexibilidad del hormigón original es fundamental para que el refuerzo entre en carga de manera adecuada. Por lo tanto, se recomienda reducir la distancia entre las presillas en la parte superior y la inferior del refuerzo.

Ventajas

Las ventajas principales del refuerzo con angulares metálicos son las siguientes:

•  Requiere espesores adicionales mínimos.
•  Es un sistema constructivo simple y rápido de implementar, con un gran control de la capacidad mecánica del refuerzo, lo que implica una reducida necesidad de recursos auxiliares.
• Generalmente resulta económico.

Limitaciones

Sin embargo, como contrapartida, en términos estructurales, este método cuenta con una serie de limitaciones:

•  La transferencia de esfuerzos al refuerzo puede ser complicada al realizarse en una zona localizada.
•  La estructura resultante es poco monolítica.
• En situaciones de flexiones significativas, la eficacia de este tipo de refuerzo puede ser cuestionable.
• Por lo general, no se alcanzan los mismos niveles de refuerzo que con el recrecido de hormigón-concreto armado.
•  La resistencia al fuego de este tipo de refuerzos suele ser menos satisfactoria que otras soluciones, especialmente si se utilizan resinas para la unión. Por lo tanto, puede ser necesario aplicar una protección contra incendios que aumente las dimensiones de manera similar a un refuerzo mediante recrecido.

Conclusiones

El refuerzo con perfiles metálicos angulares es un método altamente efectivo en términos estructurales para mejorar significativamente la rigidez y resistencia del elemento original. Este enfoque presenta pocas complicaciones desde el punto de vista constructivo, lo que generalmente se traduce en costos inferiores en comparación con otros métodos.

Sin embargo, es importante tener en cuenta que las diferencias en el comportamiento entre el material original y el de refuerzo pueden plantear desafíos de compatibilidad. La transferencia de esfuerzos al refuerzo tiende a ser más concentrada, lo que puede reducir la eficacia del sistema o complicar su ejecución.