El diseño de techos abarca muchos factores distintos. El montaje del techo estará determinado por el uso que se le dé al edificio, el presupuesto del propietario, la ubicación del inmueble, los códigos de edificación y las fuerzas de la naturaleza que se desaten sobre él con regularidad u ocasionalmente. Además, cualquier cambio en algún componente del cerramiento de un edificio puede afectar negativamente a otro. Como esto lo sugiere, el diseñador deberá tomar una serie de decisiones. Es importante destacar que el instalador también tiene una gran influencia en el desempeño del sistema. La comunicación entre el diseñador y el instalador es de suma importancia para el éxito de todo el sistema. El diseñador debe transmitir con exactitud los componentes que deben formar el conjunto y cómo debe instalarse el sistema. Por el contrario, el instalador debe alertar al diseñador sobre cualquier condición o cambio posible que no concuerde con los planos y las especificaciones, ya que cualquier cambio, por mínimo que sea, puede afectar a la totalidad del cerramiento.
La comunicación entre el diseñador y el instalador es de suma importancia para el éxito de todo el sistema.
Hablemos de golf por un momento. En la tarjeta de puntuación, un drive de 300 yardas tiene exactamente el mismo valor que un putt de 6 pulgadas. Y lo mismo ocurre con el techo. Si el instalador no coloca el sellador y la abrazadera en un sector del tapajuntas de una tubería porque en los planos aparecía uno incorrecto, el resultado será el mismo que con una soldadura realizada en frío: el agua entrará al edificio. Es decir que prácticamente cualquier detalle, por más pequeño que sea, puede tener el mismo efecto. Puede parecer que un hecho de este tipo tendrá un impacto pequeño, pero, como con los golpes en la tarjeta de puntuación, todo suma.
Hay algunos detalles que suelen ser ignorados. A veces, las especificaciones y los planos no concuerdan. Si eso ocurre, ¿cuál prevalece? A veces, los planos triunfan sobre los detalles, otras veces, ocurre lo contrario. Muy frecuentemente, quizás con la intención de ahorrar tiempo o esfuerzo, una especificación o un detalle del plano indicarán que se debe cumplir cierta norma establecida, como las publicadas por Factory Mutual (FM), que realiza sus propias pruebas de sistemas para sus compañías de seguros asociadas, la Sheet Metal and Air Conditioning Contractors National Association (SMACNA) o el Código Internacional de Plomería, sin especificar qué detalle o práctica exactos. Un error muy común, por ejemplo, es especificar la norma FM 1-105 sobre una plataforma base de OSB; sin embargo, FM no realiza pruebas sobre bases combustibles. Por lo tanto, y de acuerdo con FM, un sistema sobre una plataforma base de OSB no podría soportar 105 libras por pie cuadrado, o PSF, de presión de levantamiento. Quizás, en ese caso, sería mejor definir modelos específicos mejorados de sujeción o valores de extracción del sujetador.
A veces, las especificaciones y los planos no concuerdan. Si eso ocurre, ¿cuál prevalece?
El diseñador puede ser responsable si permite que el instalador interprete los detalles. Es bastante frecuente que los distintos oficios combinen y confundan las responsabilidades en los detalles de las conexiones, como pueden ser los componentes de los desagües, el remate del borde del techo con contravierteaguas, el impermeabilizante sobre la tapa para mojinetes y las transiciones del sistema de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC), por nombrar algunos. Volviendo a la situación en la que se ha especificado la norma FM 1-105 sobre una plataforma base de OSB, lo ideal sería que el diseñador hubiera consultado con el fabricante de la membrana para identificar las opciones que hayan demostrado ser acordes a las normas establecidas. Los buenos proveedores, los experimentados, hacen numerosas pruebas de sistemas para entender cómo alcanzar los niveles de rendimiento requeridos con tantas opciones como sea factible.
Resistencia a vientos: conocimientos básicos
Por lo general, la resistencia a vientos es la fuerza ascendente que ejerce presión sobre los componentes del edificio como resultado del viento que sopla alrededor del edificio y sobre él. Debido a su ubicación, el techo está expuesto de forma natural a estas fuerzas. Cuando el flujo del viento se desplaza sobre el borde del techo, crea una presión negativa. Además, la presión positiva que se ejerce desde el interior del edificio por los sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC) y las aberturas (como puertas y ventanas) también puede contribuir a estas fuerzas, según la construcción del edificio.
Los bordes son fundamentales
Las esquinas y las zonas perimetrales son especialmente vulnerables a las fuerzas del viento ascendente debido a su proximidad con el borde. En las esquinas, se crean vórtices que pueden aumentar la tracción hacia arriba. En la siguiente ilustración, se puede ver la vista superior de un techo, en el que se identifican las zonas perimetrales y de esquina. Como regla general, el acoplamiento (la resistencia al viento) se mejora a razón de 1.5 veces en el perímetro y de 2 veces en la esquina para combatir estas fuerzas. Las terminaciones del borde del techo son fundamentales, ya que se encuentran en el borde principal que sujeta el techo a la estructura.
Este techo de TPO completamente adherido se despegó del borde durante un ventarrón, y se separaron las capas de aislante.
La terminación del borde del techo es fundamental para resistir la fuerza del viento. ¿Recuerdas la analogía del golf? Bueno, en la tabla de posiciones, casi todos los detalles valen lo mismo. Imagínate lo siguiente: estás en el tee 8, a punto de dar tu golpe de salida, cuando un meteorito del tamaño de un Volkswagen Beetle de 1966 se estrella en el medio de la cancha y deja un enorme cráter humeante. Ya no se trata de un simple golpe, en cambio, es un final catastrófico para el juego (¡y vaya historia!). Lo mismo ocurre con el borde del techo. Hace unos años, la National Roofing Contractors Association (NRCA) realizó pruebas independientes en las terminaciones de varios bordes de techos. Mark Graham, vicepresidente de servicios técnicos de la NRCA, en un artículo publicado en la revista Professional Roofing, declaró: “… el fallo por flexión durante la prueba del metal de borde es mucho más común que la extracción de los sujetadores”. El simple hecho de agregar más sujetadores no será suficiente porque, si el metal tiene un calibre insuficiente para la aplicación, se doblará y permitirá que el viento lo levante. Es lógico suponer que cuando el aire impacte contra el borde, el resto del sistema lo siga como si se tratase de fichas de dominó.
Las terminaciones del borde del techo son fundamentales, ya que se encuentran en el borde principal que sujeta el techo a la estructura.
Atención al detalle
Entonces, si los bordes son fundamentales, ¿qué hay que hacer? Lo ideal es seguir estas dos recomendaciones: en primer lugar, en vez de una referencia general al cumplimiento de las normas de la SMACNA, sería prudente mencionar el detalle exacto que debe aplicarse en lugares específicos. En segundo lugar, es posible que el especificador quiera designar a la empresa que considere más adecuada para que se encargue de cada detalle, en lugar de dejar esta decisión en manos de cada empresa para que elijan qué incluir o no dentro de sus respectivos campos. Si se debe aplicar un detalle de la SMACNA, entonces, quizás un contratista especializado en chapas metálicas podría ser la mejor opción para hacerse cargo de ese campo.
TP-3: Cortesía de las pautas de la NRCA para sistemas de techo de membrana TPO de una sola capa
Tómate un momento para observar un ejemplo común de la NRCA, generalmente considerado una buena práctica de techado. Arriba se muestra el detalle de TP-3 de las pautas de la NRCA para sistemas de techos de membrana de una sola capa.
La membrana de campo se extiende más allá del borde del techo, baja por el listón de madera y se fija mediante el anclaje de una grapa de sujeción en el frente. A continuación, el metal revestido de termoplástico (TPO o PVC) se coloca sobre la membrana y se fija según las opciones de fijación de los tapajuntas metálicos arquitectónicos del manual de cubiertas de la NRCA. Este detalle se completa con una tira de tapajuntas soldada con aire caliente que une la membrana para techos al metal revestido con termoplástico para conseguir un conjunto resistente al agua. Ese es un detalle para techos que puede instalar un techador. Imagínate por un momento que el propietario quiere ahorrar algo de dinero; tú, como diseñador, ¿lo harías en este detalle? Ten en cuenta que, a pesar de que el conjunto podría contar con una garantía estándar, el propietario aún se enfrenta al inconveniente de tener que lidiar con un reemplazo, así como a daños colaterales, como la pérdida de salarios debido a la limpieza, de mercadería provocada por daños y de uso del espacio mientras espera la reparación. Existen otras formas con las que un diseñador puede ahorrar dinero en el conjunto que no representan un aumento significativo del riesgo de que se vuele el techo. ¿Recuerdas el meteorito? El diagrama de la derecha pertenece a la norma ANSI/SPRI/FM 4435/ ES-1-11.
Este documento establece las normas para los detalles de los bordes de los techos en relación con el levantamiento provocado por el viento, basadas en pruebas reales realizadas en colaboración con el American National Standards Institute (ANSI), Single Ply Roofing Industry (SPRI) y Factory Mutual (FM). Aquí se ilustra uno de los métodos de prueba de la terminación del borde, donde se demuestra un sistema fijado mecánicamente con el mismo detalle que el anterior (NRCA TP-3). Se aplica una carga al campo de la membrana en un ángulo de 25 grados desde la plataforma base para simular la tensión de la ondulación de la hoja de campo. ¿Cómo le iría al detalle alternativo más económico en esta prueba?
… a pesar de que el conjunto podría contar con una garantía estándar, el propietario aún se enfrenta al inconveniente de tener que lidiar con un reemplazo…
La tabla que se encuentra a continuación pertenece a la norma ANSI/SPRI/FM 4435/ ES-1-11:
Cortesía de ANSI/SPRI/FM 4435/ES-1-11
Debes prestar especial atención a determinadas cuestiones. En primer lugar, se muestra el calibre mínimo recomendado para cada metal (se puede especificar un calibre más grueso para una mayor resistencia). En segundo lugar, se basa en el ancho del metal expuesto, por lo que cuanto más ancho sea, más grueso deberá ser. En la norma ES-1-11, se detallan los criterios de diseño para el levantamiento provocado por el viento para los detalles de borde. Este documento se creó como una guía para mantener los techos en su lugar.
Para terminar
El diseñador, ya sea un arquitecto o un consultor, debe ser decisivo y elegir los detalles específicos adecuados. El propietario busca un techo que sea resistente, rentable y que no le traiga problemas. Mantén la norma ANSI/SPRI/FM 4435/ ES-1-11 a mano y no arriesgues tu reputación por intentar ahorrar. Pregúntale a cualquier golfista y te dirá que el putt representa el 40 % del juego, por lo que deberías convertirlo en el 40 % de tu práctica.