USOS Y CARACTERÍSTICAS DEL CONCRETO PRESFORZADO

    En resumen, el presforzado se lleva a cabo tensando acero de alta resistencia para inducir esfuerzos de compresión en toda la sección de concreto. 

    Entre las ventajas más importantes del concreto presforzado se pueden citar las siguientes: 

1. Su uso en estructuras impermeables o en aquellas expuestas a agentes agresivos ya que tiene lugar por eliminarse las fisuras estando los elementos sometidos a esfuerzos de compresión. 
2. La escasa o nula fisuración posibilita que la sección del elemento trabaje íntegramente.
3. La sección se desempeña en el rango elástico; lo que de alguna manera redunda en una mayor flexibilidad en el elemento, al limitarse los efectos de fluencia y retracción. 
4. Posibilita ahorro de acero al utilizar totalmente la armadura hasta cerca de su límite elástico (aceros de elevado límite elástico) y, como consecuencia: una reducción en la cuantía de acero de refuerzo. 
5. Se consiguen reducciones considerables de las dimensiones de las secciones de los elementos, y por tanto: aligeramiento de la estructura, lo que a su vez redunda en una reducción de la masa dinámica y por tanto de los niveles en los esfuerzos de diseño. 
6. El uso de concreto presforzado permite que los elementos cubran grandes claros con pequeños niveles de peralte, lo que trae como consecuencia una reducción en el consumo de materiales. 
7. Al limitarse los niveles de fisuramiento se eleva la durabilidad de la construcción.

    Asimismo, el concreto presforzado tiene algunas desventajas respecto al concreto armado, aunque es importante referir que en general no minoran su importancia y extendido uso en la construcción. 

1. Para su fabricación se requieren equipos e instalaciones especiales; se necesitan materiales (acero y concreto) de altas prestaciones, lo que infiere por este concepto elevados costos.
2. Se requiere personal calificado en el proceso de construcción y montaje.
3. Es necesaria la consideración de elevados procesos de control de calidad, tanto en el proceso de producción como en el de la puesta en obra.

MATERIALES

Tipos de concreto utilizados para el concreto presforzado 

    Generalmente se requiere un concreto de mayor resistencia para el trabajo de presforzado que para el reforzado. La práctica actual en puentes pide una resistencia a los cilindros de 28 días de 280 a 350 Kg/cm2 para el concreto presforzado, mientras que el valor correspondiente para el concreto reforzado es de 170 Kg/cm2 aprox. Un factor por el que es determinante la necesidad de un concreto de alta resistencia esta menos expuesto a las grietas por contracción que aparecen frecuentemente en el concreto de baja resistencia antes de la aplicación del presfuerzo; ya que este concreto de alta resistencia tiene un módulo de elasticidad más alto, de tal manera que se reduce cualquier pérdida de la fuerza pretensora debido al acortamiento elástico del concreto. 

Tipos de acero utilizados para el concreto presforzado

    El acero de presfuerzo es el material que va a provocar de manera activa momentos y esfuerzos que contrarresten a los causados por las cargas. Existen tres formas comunes de emplear el acero de presfuerzo: 

• Alambres. Los alambres individuales se fabrican laminando en caliente lingotes de acero hasta obtener alambres redondos que, después del enfriamiento, pasan a través de troqueles para reducir su diámetro hasta su tamaño requerido. El proceso de estirado, se ejecuta en frío lo que modifica notablemente sus propiedades mecánicas e incrementa su resistencia. Posteriormente se les libera de esfuerzos residuales mediante un tratamiento continuo de calentamiento hasta obtener las propiedades mecánicas prescritas. Los alambres se fabrican en diámetros de 3, 4, 5, 6, 7, 9.4 y 10mm y las resistencias varían desde 16,000 hasta 19,000 kg/cm². Los alambres de 5, 6 y 7mm pueden tener acabado liso, dentado y tridentado. 

• Torón. Se fabrica con siete alambres firmemente torcidos sin embargo, las propiedades mecánicas comparadas con las de los alambres mejoran notablemente, sobre todo la adherencia. El paso de la espiral o hélice de torcido es de 12 a 16 veces el diámetro nominal del cable. Los torones pueden obtenerse entre un rango de tamaños que va desde 3/8” hasta 0.6 pulgadas de diámetro, siendo los más comunes los de 3/8” y de 1/2". 

• Varillas de acero de aleación. La alta resistencia en varillas de acero se obtiene mediante la introducción de algunos minerales de ligazón durante su fabricación. Adicionalmente, se efectúa trabajo en frío en las varillas para incrementar aún más su resistencia. Después de estirarlas en frío se les libera de esfuerzos para obtener las propiedades requeridas. Las varillas de acero de aleación se producen en diámetros que varían de 1/2" hasta 13/8”. 

Toròn de acero para concreto presforzado

Usos

    Una de las aplicaciones más comunes, tanto por su ligereza, resistencia y durabilidad de este concreto es la construcción de puentes. Y es que, mediante la colocación de vigas fabricadas bajo esta técnica, se logra una mayor solidez estructural, sobre todo en puentes con un alto flujo vehicular. Otro uso común es su aplicación en pisos de rascacielos y colocación de bolardos, ya que cuenta con una mayor resistencia a la tracción externa sin aumentar el peso de la estructura. 

 

    Los estacionamientos de largas dimensiones, así como los almacenes también se benefician del hormigón pretensado debido a que dichas estructuras prefabricadas permiten una mayor separación entre columnas facilitando el techado de grandes áreas. Además, al aprovechar mejor el espacio se logra generar una mayor iluminación de forma natural reduciendo el consumo de electricidad.

 

    Otro uso enfocado al mundo de los prefabricados, es la construcción de tableros de alta resistencia. Dichos tableros se usan para la construcción de todo tipo de obras, desde viaductos y pasos a desnivel, hasta reactores nucleares gracias a su capacidad para resistir terremotos y explosiones.