Los cimientos suponen un elemento fundamental en cualquier construcción, algo que recoge incluso nuestro lenguaje como expresión habitual, cuando nos referimos a aquello que sirve de base y sostiene todo lo demás en cualquier ámbito.
Aterrizando la cuestión en nuestro campo, la cimentación es la base estructural sobre la que descansa toda la nave. Así, su función principal es transmitir al terreno las cargas de la construcción al completo. Hablamos de la estructura, los cerramientos, la cubierta, el pavimento, la maquinaria, los medios de transporte, el equipamiento y hasta de las personas que puedan estar en el interior.
Una cimentación mal planteada puede dar lugar a problemas como fisuras, deformaciones del terreno, deterioros en los pavimentos y daños estructurales graves.
De este modo, estamos ante un elemento invisible de la construcción, en el sentido de que no se percibe a simple vista, pero que tiene una suma importancia al condicionar la seguridad, durabilidad y funcionalidad de la nave a lo largo de toda su vida útil.
El estudio del terreno como punto de partida
Antes de definir el tipo de cimentación, hay que partir de un estudio geotécnico que permita conocer las características reales del suelo.
Este análisis dará información sobre la capacidad portante del terreno, es decir, el nivel de cargas que puede soportar sin deformarse de forma peligrosa.
Además, mediante el análisis del nivel freático se detectará la presencia de aguas subterráneas, que pueden condicionar mucho la construcción de la nave, al igual que la propiaorografía y naturaleza del terreno.
Cabe considerar que los suelos heterogéneos o con rellenos pueden generar comportamientos irregulares bajo la nave, del mismo modo que las arcillas expansivas, al tratarse de suelos que cambian de volumen con la humedad, susceptibles de provocar movimientos.
Tipos de cimentación más habituales en naves industriales
Las modalidades más habituales de cimentación en naves industriales serían:
Zapatas aisladas
Se utilizan recurrentemente bajo pilares y transmiten al terreno la carga de cada apoyo. Se trata de una de las soluciones más frecuentes en naves industriales con estructura porticada, ya que permite resolver de forma individualizada el apoyo de cada pilar, siempre que el terreno tenga una capacidad portante suficiente, y no existan tampoco condicionantes que obliguen a repartir las cargas de manera más amplia.
Zapatas corridas
Se emplean bajo elementos lineales, como muros o alineaciones continuas de pilares, utilizándose cuando interesa repartir las cargas a lo largo de una franja de cimentación, en lugar de concentrarlas en apoyos aislados.
Losas de cimentación
Reparten las cargas sobre una base amplia, resultando particularmente útiles en terrenos con menor capacidad portante o cuando se busca una distribución más homogénea de los esfuerzos en el conjunto de la nave.
Pilotes o cimentaciones profundas
Trasladan las cargas a capas más resistentes situadas a mayor profundidad, por lo que se usan cuando los estratos superficiales del terreno no ofrecen las suficientes garantías.
Un ejemplo extremo serían las construcciones en zonas de permafrost, como Siberia, donde las cimentaciones profundas permiten apoyar la estructura en capas más estables y evitar problemas derivados de los ciclos de congelación y deshielo.
En España, sobre todo en nuestra zona de Levante, no suponen una solución habitual por motivos obvios. Si bien podrían plantearse en terrenos con baja capacidad portante, rellenos poco consolidados o suelos blandos de origen aluvial que hagan insuficiente una cimentación superficial convencional.
En último término, la elección dependerá del tipo de terreno, la estructura proyectada, las cargas inherentes al uso previsto y la previsión de futuras necesidades de la nave. Lo vemos todo a continuación.
Cimentación, estructura metálica y pavimentos
La cimentación no puede diseñarse de forma aislada, porque debe coordinarse con la estructura metálica y con el pavimento industrial. En relación con la primera, conviene valorar que las cargas no serían solo verticales, al poder existir también esfuerzos horizontales, procedentes ya sea de elementos presentes en la nave (por ejemplo, puentes grúa) o de fenómenos meteorológicos externos como el viento.
Además, las estructuras de grandes luces, de inercia variable o con cerchas especiales pueden exigir soluciones más precisas, tanto en el dimensionamiento de las cimentaciones como en el diseño de los puntos de apoyo, las placas de anclaje y los elementos de unión entre estructura y terreno.
En lo que respecta al pavimento, la solera (base de hormigón del suelo industrial)debe adaptarse al uso real de la construcción, con atención al peso de maquinarias, estanterías de almacenamiento y las propias cargas almacenadas. Sin olvidar tampoco el efecto del tránsito de carretillas y medios de transporte.
Conviene valorar que una descompensación entre cimentación, solera y cargas de uso puede provocar fisuras, deformaciones, apertura o deterioro de juntas y, en último término, un desgaste prematuro del pavimento industrial, resultante de haber quedado sometido a esfuerzos para los que no se encontraba preparado.
Cimentación para maquinaria pesada y cargas dinámicas
Algunas naves industriales requieren cimentaciones específicas para zonas de maquinaria pesada, líneas de producción o equipos que generan vibraciones. Estas últimas entran dentro de la categoría de esfuerzos que provocan cargas dinámicas. En contraposición a las estáticas, procedentes del peso constante de la maquinaria, las estanterías de almacenamiento o las mercancías contenidas en la nave.
La cimentación, junto a otras soluciones constructivas que se apliquen, habrá de contribuir a:
- Evitar vibraciones que afecten a la estructura.
- Aislar determinadas zonas más problemáticas, utilizando, por ejemplo, bancadas de maquinaria para alojar las máquinas.
- Coordinar el diseño estructural con el layout productivo.
- Prever futuras líneas de producción.
Según el caso, podrían precisarse zapatas de mayor dimensión, losas reforzadas, las mencionadas bancadas específicas para maquinaria o incluso soluciones más drásticas y profundas, en el supuesto de que el terreno no ofrezca la capacidad portante necesaria.
De ahí, la importancia de tener en cuenta desde la fase de proyecto tanto el tipo de maquinaria prevista como sus cargas y condiciones de funcionamiento.
Cómo influye la cimentación en el coste y la durabilidad
Sabemos que la cimentación puede tener un peso importante en el presupuesto, sobre todo cuando el terreno presenta dificultades como la baja capacidad portante que estamos aludiendo, presencia de agua,requerimientos decimentación profunda, necesidad de mejoras en el mismo para adecuarlo, o se dan los problemas con la maquinaria pesada o las cargas especiales que acabamos de ver también.
En este caso, no debe verse el coste de una buena cimentación como un lastre, sino como una inversión en seguridad, en reducción de incidencias posteriores en toda la nave y, en último término, en la durabilidad final de la construcción.
Asimismo, la cimentación también juega un papel clave en la viabilidad de futuras ampliaciones, ya sean laterales o longitudinales, pues de ella dependerá en buena medida la posibilidad de incorporar nuevos pórticos, crujías o módulos estructurales sin comprometer la estabilidad del conjunto.
En definitiva,vemos cómo la cimentación es la base sobre la que se asienta tanto el edificio industrial como toda la actividad que tiene lugar en su interior, repercutiendo adicionalmente en la seguridad, la durabilidad e incluso el mantenimiento del día a día.
Con el objetivo de tener una buena nave desde los cimientos, es clave confiársela a especialistas con una amplísima experiencia como los de Anovel Ingeniería, donde desarrollamos construcciones industriales seguras, operativamente eficaces, energéticamente eficientes y rebosantes de cualidades estéticas.
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