Revista publicada por la Asociación Mexicana de Ventanas y Cerramientos, A.C.
[  Sustentabilidad ]
 
Bases del cerramiento integral y eficiente, necesidad urgente de nuestro mercado

Distinguido lector,

Extrusiones Metálicas S.A de C.V y AMEVEC tenemos el gusto de ofrecer continuidad a la secuencia de artículos que sobre las principales prestaciones de los cerramientos hemos emprendido. A continuación presentamos la primera parte sobre la "Resistencia a la Carga de Viento" de los cerramientos.

Los edificios y cada una de sus partes (incluyendo las ventanas, puertas y fachadas) deben servir de resguardo o refugio ante eventos naturales extremos como los conocidos huracanes y tornados. Gracias al desarrollo tecnológico alcanzado, los huracanes pueden ser prevenidos, estudiados, pronosticar sus variables características y sus efectos con varios días de anticipación al impacto directo o más cercano. En estas circunstancias la población puede prepararse y son los inmuebles, el lugar donde se pone a salvo la propia vida humana, así como los medios tangibles e intangibles de las personas naturales o jurídicas.

En términos generales, las estructuras portantes de los edificios son correctamente diseñadas para resistir la acción exterior de estos fenómenos naturales. Pero en un gran número de casos cotidianos los diseñadores, constructores y propietarios no prestan la debida atención en el buen diseño e instalación de los elementos más vulnerables de la cascara exterior de la construcción; las ventanas, cerramientos y cada uno sus componentes, no por pasarlos desapercibidos, sino a veces por las exigencias económicas del mercado, por diseños estilistas o vanguardistas, dejando a un lado, las exigencias del proyecto en sí.

Como consecuencia, lo que se supone debería proteger a las personas y sus propiedades, se convierte en instantes, en la peor de las trampas, dejando sin protección el interior de los inmuebles y en primer plano, la integridad de las personas.

Quién escribe y como buen isleño, ha formado parte de su experiencia cotidiana, el vivir con el constante acecho de devastadores y mortíferos huracanes. He vivido, el enorme potencial destructivo de sus potentes vientos, lluvias torrenciales y penetraciones del mar ¿Consecuencias? Pérdida de vidas humanas, daños y derrumbe de las construcciones, desaparición de las pertenencias individuales y colectivas, así como cuantiosas pérdidas materiales en muchos renglones económicos, entre otras afectaciones. He sido testigo de la concentración de turistas en "hoteles de lujo", refugiados en el lobby u otras áreas (como los cuartos de baño) porque las puertas y ventanas de las habitaciones no son seguras. He sentido la sensación de miedo real por la entrada de agua y el silbar aterrador del viento a través de las rendijas de los cerramientos, al ser sometidas por los vientos huracanados. He observado grandes acristalamientos de fachada transformarse de cóncavo a convexo y viceversa en segundos como consecuencia de la acción del viento.

No son historias, no son leyendas. Son vivencias reales, las cuales y a través de estas líneas, dibujamos frente a sus ojos, como secuencias de cuadros para destacar el efecto y estela de consecuencias que los huracanes tropicales dejan a su paso. Con el objetivo claro de remarcar la alta RESPONSABILIDAD que se asume al diseñar los elementos de cierre de la edificación.

Con la destrucción, agotamiento de los cerramientos o envolventes y la entrada de los fuertes vientos al interior, además se expone a la estructura a solicitaciones internas para las cuales no ha sido diseñada. Poniendo en franco riesgo la estabilidad del conjunto construido, empeorando la situación y agudizando las condiciones de desastre.
Las imágenes testimoniales que aparecen en las Figuras No. 1.1, No. 1.2 y No. 1.3 hablan por sí solas:

Testimonios de efectos de los huracanes tropicales.
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Figura No. 1.1
Figura No. 1.2
Figura No. 1.3

La República Mexicana no está exenta a la acción destructora y letal de estos eventos naturales. Los meses de mayo a noviembre son los de mayor recurrencia. Las costas del Pacífico mexicano, Mar Caribe y Golfo de México son las zonas con mayor incidencia de huracanes. Cada año un promedio de 4 eventos naturales, de un total de 23, afectan directamente o se aproximan a menos de 100 Km de territorio mexicano.

Los estados de Baja California Sur, Michoacán, Sinaloa, Sonora y Tamaulipas refieren estadísticamente la mayor ocurrencia de penetración (2 a 4 años). A lo largo de sus costas se asientan aproximadamente 4 millones de personas, el 40% de la población total de estos estados.

En otros estados de la república la recurrencia de penetración ciclónica disminuyen en número pero no en intensidad y catastróficas consecuencias, oscilando entre 5 y 7 años. Estos territorios son: Baja California Sur, Campeche, Colima, Quintana Roo y Jalisco, quedando expuestas a sufrir sus efectos, un promedio de 2 millones de personas (el 26.3% de su población total).
Un último grupo, integrado por los estados de Nayarit, Guerrero, Tabasco, Oaxaca, Veracruz, Chiapas y Yucatán el período de recurrencia o penetración de ciclones es de 8 a 26 años. 4 millones de personas (23.9% del total) se encuentran expuestas a este riesgo.

En las siguientes gráficas de las Figuras No. 2 y 3 se pueden apreciar las zonas de mayor incidencia, así como las estadísticas (1895 – 2007) de las trayectorias de los huracanes que se han formado en los océanos Pacífico y Atlántico mexicanos.

Mapa de incidencia de huracanes en la República Mexicana. (De acuerdo con el Atlas Nacional de Riesgos. SEGOB. CENAPRED).
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Figura No. 2
 
Mapa estadístico de las trayectorias de los huracanes que se han formado en los océanos Pacífico y Atlántico mexicanos 1895 – 2007.
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Figura No. 3

Algunas estadísticas además de impresionantes, son claras y precisas.

Tabla No.1: Estadística de daños de los huracanes más devastadores. (Wikipedia).

Huracán Año Categoría (velocidad Km/h) Fallecimientos Pérdidas materiales
- 1959 5 (260) 2000 280.00 Millones USD
Gilberto 1988 5 (295) 341 5.50 Mil Millones USD
Gert 1993 2 (165) 102 170.00 Millones USD
Paulina 1997 4 (210) 400 7.50 Mil Millones USD
Wilma 2005 5 (295) 63 29.10 Mil Millones USD
Stan 2005 1 (130) 2080 1.00 Mil Millones USD
Emily 2005 5 (260) 15 988.00 Millones USD
Rick 2009 5 (285) 3 Desconocidas
Ida 2009 2 (165) 10 173.65 Millones USD
Jimena 2009 5 (250) 5 50.80 Millones USD
Celia 2010 5 (260) 243 1.67 Mil Millones USD
Ágatha 2010 DT (75) 275 1.50 Mil Millones USD
Beatriz 2011 1 (150) 3 Desconocidas
Jova 2011 4 (205) 9 Desconocidas
Arlene 2011 TT(100) 22 Desconocidas
Harvey 2011 TT(100) 5 Desconocidas
Nate 2011 TT(100) 5 Desconocidas

Así mismo, los expertos confirman el futuro inmediato de la actividad ciclónica en nuestra área geográfica:

Una comisión de la Organización Meteorológica Mundial formada por 10 expertos en huracanes y cambio climático consideró que:

  • Para los próximos años crecerá la fuerza destructora de los huracanes, entre un 2% y un 11%. Pero habrá entre un 6% y un 34% menos huracanes. Habrá menos tormentas moderadas y débiles y más grandes y dañinas, según el consenso.
  • Un aumento del 11% en la velocidad del viento equivale a un aumento del 60% en daños, dijo otro de los autores del estudio, Kerry Emanuel, profesor de meteorología del Instituto de Tecnología de Massachusetts.
  • Las tormentas también acarrearán más lluvias, otro indicio de daños, dijo Tom Knutson, un meteorólogo investigador de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica de Estados Unidos.

De acuerdo con la publicación del diario UNIVERSAL del 1ro de Febrero de 2012. Científicos del Instituto de Geofísica (IGf) y del Centro de Ciencias y Desarrollo Tecnológico (CCADET) de la UNAM advirtieron que podría ser en el año 2012 o 2013, cuando un huracán de magnitud mayor pueda impactar a México.

Los testimonios, cifras y previsiones anteriores son una realidad ineludible que se encuentra ante nuestros. Cada año se ejecutan miles de edificios y residencias, sin tomar en consideración estos aspectos para el diseño de sus cerramientos. Es una obligación que tenemos por delante diseñadores, constructores, inversionistas, gobierno, fabricantes y población en general. Debemos emprender el camino correcto en el buen diseño y adecuadas prácticas en el sector constructivo y del cerramiento en México.

El Manual de Diseño de Obras Civiles - Diseño por Viento - Comisión Federal de Electricidad - Instituto de Investigaciones Eléctricas – 2008 establece los parámetros necesarios para determinar la carga de viento característica que debe emplearse en el diseño y construcción de las estructuras en la república mexicana.

Sí aplicamos lo establecido en el referido manual podemos determinar la carga de viento que deben soportar las ventanas, cerramientos y envolventes de las edificaciones.

Destacamos que la acción del viento sobre el edificio ejerce su efecto en zonas significativas. Estas zonas son: zonas centrales o centro de pantalla y efectos incrementados en cuantías importantes, en las zonas de las esquinas.

Por eso es imprescindible que el diseño de las ventanas, puertas y canceles se realice tomando en cuenta su localización en la fachada del edificio.

En las siguientes tablas expresamos los resultados de la carga de viento característica en:

  • Todas las zonas eólicas de la república mexicana (A, B, C, D, E).
  • Condiciones de rugosidad del terreno (Centro de grandes ciudades. Zonas urbanas. Zonas rurales. Terrenos abiertos prácticamente plano, sin obstáculos).
  • Para rangos de altura desde 0 – 100 m.
  • Condiciones topográficas locales (Protegido. Normal. Expuesto 1. Expuesto 2).

Son valores de referencia generales y críticos, debiéndose en cada caso determinar los valores particulares.

Carga de viento (Kg / m2) para edificios de (λ) = (H / b) ≤ 4. Para ventanas ubicadas en el centro de la pantalla.
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Tabla No. 2
 
Carga de viento (Kg / m2) para edificios de (λ) = (H / b) ≤ 4. Para ventanas ubicadas en la zona de máxima influencia del efecto esquina del viento sobre la edificación.
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Tabla No. 3

Tomemos dos ejemplos de una misma ventana ubicada a 80 m de altura en dos edificios idénticos, uno localizado en el Distrito Federal y otro en Cancún. Veamos los resultados comparativos:

Altura (m) Ciudad Zona eólica Terreno Carga de viento (Kg/m2) Velocidad de viento (Km/h)
Centro Pantalla Zona Esquina Centro Pantalla Zona Esquina
80 DF (Centro de gran ciudad) A Protegido 69 134 120 167
  Cancún (1ra línea costera) E Normal 341 665 260 372

Como demuestran los valores anteriores las ventanas en eventos naturales de características importantes pueden estar solicitadas a esfuerzos muy, muy extremos. Es por ello que urge desarrollar la conciencia necesaria en diseñadores, constructores, inversionistas, gremio del cerramiento mexicano y población en general. Urge desarrollar y garantizar la ejecución de adecuadas prácticas y preservar así la vida e integridad física de las personas, de los inmuebles y los bienes que con tanto sacrificio son adquiridos.

En nuestro trabajo diario analizamos proyectos de edificios en zonas de gran recurrencia de estos fenómenos con dimensiones desproporcionadas, con cerramientos que sus dimensiones rasgan lo imposible y peor aún, cuando no se analiza la capacidad portante de estos y cada uno de sus componentes.

En uno de los proyectos de norma mexicana encabezados por AMEVEC y el Comité Técnico de Normalización Nacional de Industrias Diversas a través del Subcomité de la Ventana y Productos Arquitectónicos para el Cerramiento Exterior de Fachadas, Control Solar, Aislamiento Térmico y Acústico, se presentará de forma detallada la metodología de cálculo estructural a seguir para el diseño de los canceles y vidrios ante la acción de la carga de viento. Teniendo en cuenta que el diseño debe realizarse mediante el Estado Límite de Servicio, se especifica también parámetros importantes tales como:

  • Flecha Máxima Admisible: L/200 para L ≤ 240 cm; L/300 para L > 240 cm; 0.8 cm para doble acristalamiento.
  • Módulo de Elasticidad:
    Para acero = 2 100 000 Kg/Cm²
    Para aluminio = 700 000 Kg/Cm²
    Para madera = 110 000 Kg/Cm²
  • Coeficientes de equivalencia entre el acristalamiento monolítico recocido y otros:
Armado 1.20
Endurecido o semi templado 0.90
Templado P ≤ 900 Pa 0.80
Templado P > 900 Pa 0.75
Laminado 2 vidrios 1.30
Laminado 3 vidrios 1.60
Cámara 2 vidrios 1.50
Cámara 3 vidrios 1.70

Además el diseño del edificio debe realizarse de una forma integradora, donde se tengan en cuenta varios detalles muy importantes.

Por ejemplo, otro efecto devastador de los huracanes es la penetración del mar. En el diseño de los edificios en zonas propensas a este efecto debe incluir un estudio detallado para determinar el emplazamiento de la construcción, medios de protección. Quizás se puede proponer construir un promontorio o explanación, muros de contención o zonas de estacionamiento a nivel de terreno. De manera que el mar no impacte directamente sobre zonas de servicio de la edificación. No son pocas las evidencias en que el mar y los proyectiles que este arrastra, ha destrozado cerramientos en zonas de lobby, departamentos, tiendas, restaurantes, etc.

Como se ha explicado, el viento ejerce mayor presión en las zonas de las esquinas de la edificación. Estos conceptos estructurales deben ser tenidos en cuenta al determinar: espacios, ubicación y dimensiones de los cerramientos.
Otro aspecto relevante para lograr una ventana integral y eficiente, es la incidencia directa que tiene la Resistencia a la Carga de Viento de una ventana, con el resto de las prestaciones fundamentales de la misma: Permeabilidad al aire, Estanqueidad al agua, Aislamiento acústico y térmico.

Una ventana que no ofrezca una adecuada Resistencia a la Carga de Viento, permitirá mayor infiltración de aire, mayor penetración de agua, no aislará adecuadamente el ruido y se verá afectado de forma importante el aislamiento térmico. Es decir, la ventana a pesar de emplear sistemas de perfiles y acristalamientos adecuados y revolucionarios (en el mejor de los casos y no son los más empleados en el mercado mexicano) no garantizará las condiciones de seguridad, confort, salubridad y eficiencia que se requiere en la edificación.

El reto está planteado. Extrusiones Metálicas pone a disposición de: arquitectos, diseñadores y constructores, los servicios de pre ingeniería, ingeniería, memoria de cálculo y previsión de prestaciones de cerramientos. Solo debe contactarnos, estamos a sus órdenes.

No debemos permitir que se promuevan proyectos de edificios por ciertos acabados de "CALIDAD", mientras que sus elementos más vulnerables (las ventanas) desde todo punto de vista y por lo general, son de una calidad muy baja. Se pone en peligro la vida de las personas, la seguridad de su patrimonio adquirido, la comodidad y la economía por gasto energético. En la gran mayoría de los proyectos no se están promoviendo soluciones integrales que colaboren con las necesidades de ahorro energético que nos urge implementar, por el bien de nosotros mismos y de nuestras futuras generaciones.

Debemos cumplimentar tod@s, las tareas pendientes en materia de medio ambiente, elevación de los niveles de vida, salud y seguridad, además de afrontarlos con total realismo y responsabilidad. La edificación segura y sostenible es uno de los caminos verdes a seguir, que sin duda alguna los resultados a gran escala, serán muy positivos

Tomemos nota y aprendamos de otros países, principalmente de la Unión Europea y Brasil, ya que el esfuerzo para preservar nuestro planeta, nos corresponde a tod@s.

"Ya el reloj se ha detenido, son los impostergables retos del ayer, para garantizar la vida del mañana".


Departamento Técnico I+D+i
Extrusiones Metálicas

Si lo desea usted puede descargar una copia en PDF de este documento técnico desde la siguiente liga: http://amevec.mx/publicaciones/AMEVEC-BasesParaCerramientoIntegralyEficiente.pdf

Fecha de publicación: 14/01/2013

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