¿Qué es el Sistema de Forjado Aligerado y Dónde y Cómo se Aplica?

El forjado aligerado se basa en la idea de sustituir, en la zona inferior de un forjado de hormigón armado, el hormigón que no contribuye a la resistencia por bloques de relleno ligeros. El resultado es un forjado que, para el mismo canto, es más ligero, consume menos hormigón, puede mantener el intradós plano y salva luces mayores con más facilidad. En Turquía se utiliza ampliamente en proyectos residenciales y comerciales donde no se desean vigas descolgadas; sin embargo, el buen funcionamiento del sistema depende mucho menos del bloque en sí que de establecer correctamente la anchura del nervio, el espesor de la losa de compresión y la disposición de la armadura. En este artículo explicamos la lógica del forjado aligerado, cómo elegir la altura del bloque, la secuencia de ejecución y los errores que más a menudo encontramos en obra.

¿Qué es un Forjado Aligerado y Cómo Funciona?

En un forjado de hormigón armado, el hormigón resiste la compresión en la parte superior de la sección, mientras que en la parte inferior es la armadura la que resiste la tracción, y la resistencia a tracción del hormigón no se tiene en cuenta. Es decir, en una losa maciza plana, la mayor parte del hormigón de la zona inferior no aporta capacidad portante y solo añade peso propio. El forjado aligerado reduce ese peso rellenando la zona inferior, a intervalos regulares, con bloques de relleno ligeros.

Las franjas de hormigón que quedan entre los bloques se llaman nervios (dientes). El nervio funciona por sí mismo como una pequeña viga; en su cara inferior lleva la armadura de tracción y, por encima, está la losa de compresión que cubre los bloques. La losa de compresión es a la vez el ala comprimida de los nervios y la placa horizontal que reparte la carga del forjado entre ellos. La forma más breve de entender bien el sistema es esta: el bloque de bovedilla no es estructural; lo que resiste la carga son el nervio y la losa de compresión. El bloque actúa como encofrado perdido y relleno ligero.

Esta disposición permite construir el forjado para que trabaje en una dirección o en las dos. Si las nervaduras van en una sola dirección, el forjado transmite su carga a las vigas en esa dirección; en los sistemas con nervaduras en dos direcciones, la carga se reparte en ambos sentidos. La aplicación habitual en vivienda es el forjado de bovedilla nervado en una dirección, con las nervaduras dispuestas generalmente en el sentido del vano más corto.

El material de bloque aligerado más utilizado en Turquía es el bloque de piedra pómez (bims). Ser ligero aporta dos ventajas: reduce la carga muerta del forjado y facilita transportar y colocar los bloques a mano. Un material de relleno pesado debilita la propia razón de ser del sistema; por eso la densidad aparente es tan importante al elegir el bloque aligerado.

Dónde es la opción adecuada y dónde no

Un forjado aligerado es una opción sólida en los siguientes casos:

• Luces grandes: En un forjado de losa maciza convencional, el espesor y, por tanto, el peso aumentan rápidamente a medida que crece la luz. Como el forjado aligerado con bloques aumenta la altura de la sección sin incrementar el peso en la misma proporción, resulta más eficiente en luces grandes.
• Arquitectura que no admite vigas descolgadas: Cuando no se desean, por motivos arquitectónicos, vigas que atraviesen el centro de un salón, el canto de la viga puede ocultarse dentro del forjado y dejar el techo plano.
• Espacios sin techo suspendido: Cuando se enluce la cara inferior de los nervios y los bloques, el techo se ve plano; si no se va a instalar techo suspendido, se gana altura libre en la planta.
• Forjados entre plantas donde se espera confort térmico y acústico: El bloque ligero ofrece mejor resistencia térmica que el hormigón.
• Proyectos en los que el volumen de hormigón y el peso de la estructura son críticos: Para la misma superficie de forjado se reduce el volumen de hormigón vertido y disminuye la carga que llega a la cimentación.

Sin embargo, no es la opción correcta en todos los casos. En edificios con luces reducidas y una retícula regular, una losa maciza delgada resulta más económica y más rápida. En plantas con huecos de forjado densos e irregulares (patinillos, cajas de escalera, ascensores, numerosos conductos), la disposición de nervios se interrumpe constantemente y cada interrupción requiere refuerzo alrededor, lo que anula la ventaja del sistema. En zonas con cargas puntuales muy pesadas (apoyos de estanterías de almacén, bancadas de maquinaria, grandes depósitos de agua), la carga debe transmitirse directamente a un nervio y a una zona maciza. Por último, en plantas irregulares donde la función del forjado en la transmisión de cargas horizontales es crítica, el espesor de la losa de compresión y la disposición de la armadura deben tratarse de forma específica; el forjado de bovedilla no es intrínsecamente débil, pero este aspecto debe resolverse aparte en el proyecto.

La decisión se toma donde se cruzan la exigencia arquitectónica y el requisito de ingeniería, y corresponde al proyectista. Cambiar el sistema en obra significa recalcular toda la estructura portante.

25 cm o 30 cm: elección de la altura de la bovedilla

La altura del bloque aligerado determina directamente el espesor total del forjado. El espesor total es la suma de la altura del bloque y el espesor de la capa de compresión superior: un bloque de 25 cm con una capa de compresión de cinco centímetros da un forjado de treinta centímetros; con un bloque de 30 cm, la misma capa lo eleva a treinta y cinco centímetros. La elección depende de tres factores:

• Luz: A medida que aumenta el canto de la sección, crece el brazo de palanca interno de la armadura; con la misma armadura se resiste un momento mayor y la flecha disminuye. Cuanto mayor es la luz, más se impone la bovedilla de 30 cm. En luces cortas, 25 cm es suficiente, e incluso puede ser más que suficiente.
• Carga: Un forjado residencial no soporta la misma sobrecarga que el de una tienda, un archivo, una terraza o un aparcamiento. Cuanto mayor es la carga, mayor es el canto de la sección.
• Flecha y confort: Aunque el cálculo indique una resistencia suficiente, un forjado de poco canto se nota mediante vibraciones al caminar y una flecha que aumenta con el tiempo. En salones amplios, aumentar la sección un escalón es una decisión más acertada que quedarse en el límite inferior que permite el cálculo.

La altura del bloque no es en sí un resultado de cálculo, sino una medida que el cálculo asume. Es decir, primero el proyecto determina el espesor del forjado y después se elige la altura de bovedilla adecuada a ese espesor. Hacer lo contrario en obra, es decir, montar el forjado según el bloque que haya en el almacén, produce una sección incompatible con el proyecto. Si la altura del bloque difiere de la del proyecto, debe consultarse siempre al autor del proyecto; una diferencia de cinco centímetros supone un cambio en la capacidad portante del forjado que no puede pasarse por alto.

El ancho y el largo del bloque también forman parte de la elección. El ancho determina la separación entre nervios; el largo influye en la velocidad de colocación sobre el encofrado y en la cantidad de merma. Los bloques con tolerancias dimensionales amplias hacen que el ancho del nervio se estreche y se ensanche de forma irregular durante la colocación. Un nervio estrechado implica que el hormigón no puede asentarse correctamente y que se pierde el recubrimiento de la armadura. Por eso, en las bovedillas, la constancia dimensional es una característica de la que debería hablarse más que de la resistencia del bloque.

Nervio y losa de compresión: las dos medidas críticas del sistema

El ancho de la nervadura es el ancho de la franja de hormigón que queda entre dos bloques de bovedilla. Esta franja soporta tanto la armadura de tracción como el esfuerzo cortante. Si se deja demasiado estrecha, surgen tres problemas a la vez: no se puede colocar la armadura, el hormigón no puede pasar entre las barras y no se puede garantizar el recubrimiento. En la práctica, el ancho de la nervadura se determina en función del diámetro de la armadura que va a colocarse y de la necesidad de que entre el vibrador; verter hormigón de árido grueso en una nervadura estrecha produce una nervadura con coqueras. En obra, estas oquedades se ven como poros abiertos en la cara inferior de la nervadura una vez desmoldada, lo que significa que la armadura queda expuesta a la corrosión.

El espesor de la losa de compresión es la capa de hormigón que cubre los bloques. Su función es doble: actuar como cabeza de compresión de las nervaduras y repartir la carga del forjado entre ellas. En la práctica este espesor suele ser del orden de cinco a siete centímetros y lo determina el proyecto. La losa nunca debe quedar sin armar; en su interior se coloca armadura de reparto (mallazo o barras de acero) en dos direcciones. Esta armadura controla las fisuras de retracción y, además, reparte las cargas puntuales de la losa hacia las nervaduras vecinas.

La causa más habitual de que el espesor de la losa de compresión falle en obra es la diferencia de altura entre los bloques o el levantamiento de los bloques durante el hormigonado. Si los bloques se levantan al verter el hormigón, la losa se adelgaza sobre el bloque y se engruesa entre las nervaduras, dando como resultado un forjado distinto de la sección de proyecto. Por ello, los bloques deben asentarse correctamente en el encofrado y no deben desplazarse durante el hormigonado.

Luego están las zonas de apoyo. En la zona donde el nervio se apoya sobre una viga o un muro de cortante, la fuerza cortante es máxima y el momento cambia de signo. En esta zona, por lo general, se retira el bloque de bovedilla y se forma una zona de hormigón macizo; el nervio se ensancha y la armadura superior se dispone más junta. Rellenar la zona de apoyo con bloques significa convertir el punto más solicitado del sistema en el más débil. La misma lógica se aplica a los bordes de los huecos del forjado y a los puntos donde se aplican cargas pesadas.

Secuencia de Trabajo: Encofrado, Colocación de Bloques, Armadura, Hormigonado

La secuencia de ejecución en obra del forjado aligerado es la siguiente, y no hay un solo paso que se pueda omitir:

1. Encofrado y andamiaje: Se monta un encofrado de superficie completa bajo el forjado. En el forjado de bloques huecos, el encofrado no solo soporta el hormigón, sino también el peso de los bloques y de los operarios que trabajan sobre él; los puntales se colocan según la cota del proyecto y con la separación adecuada. La superficie del encofrado debe estar limpia, lisa y a nivel; cada hueco del encofrado aparece como una protuberancia en la cara inferior de la nervadura.
2. Marcado de ejes y nervios: Las líneas de los nervios se trazan sobre el encofrado. La colocación se realiza siguiendo estas líneas; colocar a ojo genera una separación entre nervios que se va desviando a medida que avanza la obra.
3. Colocación de los bloques: Los bloques se colocan en filas de modo que la separación entre nervios se mantenga constante. No se utilizan bloques rotos ni con esquinas faltantes; un bloque roto permite que el hormigón del nervio se filtre dentro del bloque durante el vertido. En los bordes, alrededor de los huecos y en las zonas de apoyo se deja una zona de hormigón macizo en lugar de bloques.
4. Armadura de la nervadura: En cada nervadura se coloca la armadura de proyecto: barras inferiores, barras superiores donde sea necesario y estribos. Bajo la armadura se colocan separadores de recubrimiento. Sin separadores, las barras se apoyan directamente sobre el encofrado y quedan visibles en la superficie al desmoldar; ese forjado empieza a corroerse con la primera humedad.
5. Armadura y refuerzos de la losa de compresión: Sobre los bloques se coloca una armadura de reparto en dos direcciones. En las zonas de apoyo se coloca armadura superior, en las zonas macizas armadura adicional y en los bordes de los huecos armadura de refuerzo. El mallazo se mantiene a la altura correcta dentro de la losa mediante separadores o silletas; el mallazo tendido directamente sobre los bloques queda por debajo de la losa, no dentro de ella, y no cumple la función esperada.
6. Instalaciones: Los conductos eléctricos y los pasos necesarios se colocan antes del hormigonado. No es aceptable pasarlos de forma que corten la armadura de las nervaduras o reduzcan el espesor de la losa superior; para instalaciones de gran tamaño se planifica una zona maciza en la fase de proyecto.
7. Humectación y vertido: La bovedilla de hormigón aligerado de pómez absorbe agua. Si los bloques no se humedecen antes del vertido, el bloque absorbe el agua de amasado del hormigón y se forma un hormigón débil y polvoriento en la cara de la nervadura en contacto con el bloque. El vertido se realiza sin interrupción y de modo que las nervaduras se llenen primero; el vibrador se utiliza dentro de la nervadura, mientras que en la losa de compresión basta con la vibración superficial. Pasar el vibrador por encima de los bloques no llena la nervadura.
8. Curado y desencofrado: Tras el vertido, la superficie no se deja secar; se aplica curado húmedo. El encofrado y los puntales no se retiran antes de que el hormigón haya alcanzado la resistencia suficiente. Un encofrado retirado demasiado pronto deja una flecha permanente en el forjado, y esa flecha no se recupera después.

Los dos pasos de esta secuencia que más se apresuran son el quinto y el noveno: mantener la armadura de la losa de compresión a la altura correcta y retirar el encofrado en el momento adecuado. Como ambos se vuelven invisibles después del hormigonado, las comprobaciones deben hacerse antes de hormigonar y antes del desencofrado.

Contribución al confort térmico y acústico

Un aspecto del forjado aligerado que se menciona con frecuencia, pero que a menudo se exagera, es su contribución al aislamiento. La realidad es la siguiente: el bloque ligero tiene una conductividad térmica menor que el hormigón, y cuando una parte importante de la sección del forjado se rellena con bloques, la resistencia térmica del forjado aumenta respecto a una losa maciza de hormigón del mismo espesor. Esta diferencia se nota especialmente en los forjados sobre espacios no calefactados (sobre un garaje, sobre un paso abierto, la planta situada bajo un desván). Aun así, esta contribución no sustituye a la capa de aislamiento necesaria; se aplica bajo o sobre el forjado la capa que exija el proyecto de aislamiento térmico.

En el ámbito acústico existen dos fenómenos distintos que no deben confundirse. Para el ruido aéreo (conversación, televisión), lo determinante es la masa; un forjado más pesado aísla mejor. Al ser el forjado de bovedilla más ligero, no resulta superior por sí mismo a una losa maciza de hormigón en este aspecto; como su espesor total es mayor, suele dar un resultado similar. El ruido de impacto (pisadas, caída de objetos) es una cuestión completamente distinta y se resuelve no con el tipo de forjado, sino con el sistema de acabado sobre el mismo. El pavimento flotante, en el que la solera se separa del forjado y de los muros mediante una banda de aislamiento, es el único método eficaz que reduce de forma apreciable el ruido de impacto, ya sea con forjado de bovedilla o con losa maciza.

Conclusión práctica: el forjado aligerado es un buen punto de partida para el confort, pero no sustituye a las decisiones de aislamiento. Si no quiere problemas de ruido entre plantas, revise el detalle de la solera; si no quiere pérdidas de calor, revise la capa de aislamiento. El tipo de forjado ayuda en ambos casos; no sustituye a ninguno de los dos.

Comparación con la losa maciza convencional

El resumen de la comparación es este: en luces pequeñas y regulares, losa maciza; en proyectos que requieren luces amplias, techo liso y ligereza, destaca el forjado aligerado. No son rivales, sino respuestas a necesidades distintas. También es habitual que en un mismo edificio se use forjado aligerado en algunas plantas y losa maciza en otras zonas; lo determinante es la luz, la carga y la exigencia arquitectónica de cada forjado.

Errores frecuentes en obra

• Suponer que el bloque es estructural: La bovedilla es relleno. Si se reduce el ancho del nervio o la armadura asumiendo que el bloque lo compensará, el forjado se debilita.
• Usar bloques de una altura distinta a la del proyecto: Colocar bloques de 25 cm en lugar de 30 cm reduce el canto del forjado y disminuye directamente su capacidad portante. Este cambio no puede hacerse sin consultar al autor del proyecto.
• Usar bloques rotos: Un bloque roto permite que el hormigón de la nervadura se filtre hacia el interior del bloque, dejando la nervadura incompletamente rellena.
• Verter el hormigón sin humedecer los bloques: El bloque absorbe el agua del hormigón y se forma hormigón débil en la superficie de contacto del nervio con el bloque.
• Armadura sin separadores de recubrimiento: La armadura de la nervadura se apoya directamente sobre el encofrado, queda visible en la superficie al desencofrar y empieza a corroerse.
• Tender el mallazo de la losa directamente sobre los bloques: El mallazo queda por debajo de la losa, no dentro de ella, y no puede controlar las fisuras de retracción.
• No dejar una zona maciza en el apoyo: La sección se debilita con un bloque justo donde el esfuerzo cortante es mayor.
• Vibrar únicamente desde la superficie: Las nervaduras no se rellenan por completo; en el intradós aparecen nervaduras porosas y con coqueras.
• Desencofrar demasiado pronto: Deja una flecha permanente en el forjado que no se puede corregir posteriormente.
• Cortar una nervadura después: Cortar una nervadura al abrir un hueco en el forjado para ventilación o instalaciones durante el uso traslada la carga de esa nervadura a las vecinas. Antes de abrir cualquier hueco deben localizarse las nervaduras.

Lo que estos errores tienen en común es que todos se vuelven invisibles tras el hormigonado. Al retirar el encofrado solo se ve un techo liso; ya no se puede comprobar si la nervadura se rellenó por completo, dónde quedó el mallazo o si se colocaron los separadores. Por eso, en el forjado de bovedilla el control se realiza antes del hormigonado y se documenta con fotografías.

La primera condición para un trabajo correcto es construir con bloques de dimensiones uniformes y sin roturas. En Bodrum Boru producimos bovedillas de pómez de 25 y 30 cm y bloques de pómez de 10, 15, 20 y 25 cm en nuestra planta de Milas, y los entregamos a su obra mediante suministro regular; para planificar medidas y cantidades puede ponerse en contacto con nosotros a través de nuestra página de contacto.

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